TWI445802B - 發光元件,發光裝置與電子用具 - Google Patents

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Description

發光元件,發光裝置與電子用具
本發明涉及具有利用電致發光的發光元件的發光裝置以及電子用具。
與無機化合物相比,有機化合物可以具有多種多樣的結構,具有可以通過適當的分子設計而合成具有各種功能的材料的可能性。由於這些優點,近年來,使用功能性有機材料的光電子學和電子學引人注目。
例如,做為將有機化合物用作功能性有機材料的電子裝置的例子,可以舉出太陽能電池、發光元件、有機電晶體等。這些是利用有機化合物的電性及光學性質的裝置。特別是發光元件有顯著的發展。
發光元件的發光機制如下:通過向中間夾發光層的一對電極之間施加電壓,從陰極注入的電子及從陽極注入的電洞在發光層的發光中心再結合來形成分子激子,當該分子激子回到基態時釋放能量而發光。已知的是,激發狀態包括單態激發狀態和三重態激發狀態,一般認為任一種激發狀態都可以發光。
另外,由於在這種發光元件中將一對電極及發光層形成為膜狀,所以可以通過形成大面積元件而容易獲得面發光。面發光是不容易通過白熾燈泡和LED(點光源)或螢光燈(線光源)等的光源獲得的特徵,因而,上述發光元件做為照明設備等的光源之利用價值也很高。
考慮到其應用領域,可以這麼說,就如上所述的發光元件而論,對於白色發光元件的研究開發是重要課題之一。若可以獲得具有足夠的亮度、發光效率、元件壽命和色度的白色發光元件,那麼可以通過將該白色發光元件和彩色濾光片結合來製造高品質的全色顯示器,並還可以期望將它應用到背光、照明設備等的白色光源。
例如,正在進行對於具有在每一個紅、綠、藍波長區域分別具有峰的發光光譜的白色發光元件(以下稱為“三波長型白色發光元件”)的研究開發(例如,參照非專利文獻1及非專利文獻2)。非專利文獻1提出層疊紅、綠、藍三種發光層的結構。非專利文獻2提出在一個發光層中添加呈現紅、綠、藍發光的發光材料的結構。
然而,從發光效率及元件壽命的觀點來看,這些三波長型白色發光元件不具有足夠實用的特性,從而需要更大的改善。另外,已知,非專利文獻1所示的發光元件在很多情況下不能獲得穩定的白色光,例如光譜根據流過的電流密度而變化等。
[非專利文獻1]J.Kido以及另二名作者,Science,vol.267,1332-1334(1995)
[非專利文獻2]J.Kido以及另二名作者,Applied Physics Letters,Vol.67(16),2281-2283(1995)
鑒於上述問題,本發明的目的在於提供一種發光效率高的發光元件。尤其是,本發明的目的在於提供一種發光效率高的白色發光元件。
另外,本發明的目的還在於通過使用這些發光元件提供耗電量低的發光裝置及電子用具。
本發明者發現通過將二芳胺基取代的芳基與9,10-二芳基蒽的2-位置結合的2,9,10-三芳基蒽衍生物用於發光元件,可以獲得高效率的發光元件。另外,本發明者發現可以獲得長壽命的發光元件。尤其是,本發明者發現二芳胺基取代的芳基與9,10-二芳基蒽的2-位置結合的2,9,10-三芳基蒽衍生物的發光波長適合於白色發光元件,並且通過將該蒽衍生物和其他發光物質結合起來,可以獲得高效率的白色發光元件。另外,本發明者發現可以獲得長壽命的白色發光元件。
本發明的發光元件在一對電極之間具有多個發光層。第一發光層包含二芳胺基取代的芳基與9,10-二芳基蒽的2-位置結合的2,9,10-三芳基蒽衍生物。第二發光層包含與2,9,10-三芳基蒽衍生物不同的第二發光物質。此外,使電流流過,自該發光元件可以獲得2,9,10-三芳基蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色混合的顏色的發光。
由此,本發明的技術方案之一是在一對電極之間具有第一發光層及第二發光層的發光元件,其中第一發光層包含二芳胺基取代的芳基與9,10-二芳基蒽的2-位置結合的2,9,10-三芳基蒽衍生物,第二發光層包含與2,9,10-三芳基蒽衍生物不同的第二發光物質。並且呈現2,9,10-三芳基蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色的混合顏色的發光。
另外,本發明的技術方案之一是在一對電極之間具有第一發光層及第二發光層的發光元件,其中第一發光層包含由通式(1)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第二發光物質的發光顏色不同於由通式(1)表示的蒽衍生物的發光顏色。呈現出由通式(1)表示的蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色的混合顏色的發光。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(1-1)至(1-3)表示的任一種取代基。通式(1-1)至(1-3)中,Ar11 至Ar13 分別表示碳原子數為6至25的芳基,α表示碳原子數為6至25的伸芳基,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R32 表示碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基、β表示碳原子數為6至25的伸芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,本發明的技術方案之一是在一對電極之間具有第一發光層及第二發光層的發光元件,其中第一發光層包含由通式(2)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第二發光物質的發光顏色不同於由通式(2)表示的蒽衍生物的發光顏色。呈現出由通式(2)表示的蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色的混合顏色的發光。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(2-1)至(2-3)表示的任一種取代基。通式(2-1)至(2-3)中,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R11 至R24 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R33 至R37 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R43 至R46 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,本發明的技術方案之一是在一對電極之間具有第一發光層及第二發光層的發光元件,其中第一發光層包含由通式(3)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第二發光物質的發光顏色不同於由通式(3)表示的蒽衍生物的發光顏色。呈現出由通式(3)表示的蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色的混合顏色的發光。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(3-1)至(3-3)表示的任一種取代基。通式(3-1)至(3-3)中,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,本發明的技術方案之一是在一對電極之間具有第一發光層及第二發光層的發光元件,其中第一發光層包含由通式(4)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第二發光物質的發光顏色不同於由通式(4)表示的蒽衍生物的發光顏色。呈現出由通式(4)表示的蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色的混合顏色的發光。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(4-1)至(4-3)表示的任一種取代基。通式(4-1)至(4-3)中,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
另外,本發明的技術方案之一是在一對電極之間具有第一發光層及第二發光層的發光元件,其中第一發光層包含由通式(5)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第二發光物質的發光顏色不同於由通式(5)表示的蒽衍生物的發光顏色。呈現出由通式(5)表示的蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色的混合顏色的發光。
式中,R1 至R10 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子或碳原子數為1至4的鹵烷基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(5-1)至(5-3)表示的任一種取代基。通式(5-1)至(5-3)中,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
上述結構中,Ar3 較佳為由通式(11-1)至(11-5)表示的取代基中的任一種。
式中,R51 至R62 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
上述結構中,較佳使用Ar1 和Ar2 具有相同結構的蒽衍生物。
另外,上述結構中,蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色較佳為互補色。當這些發光顏色為互補色時,發光元件整體可以發出白色光。
另外,本發明的發光元件,通過使在第一陽極和第一陰極之間具有第一發光層和第二發光層的第一發光元件與在第二陽極和第二陰極之間具有第三發光層和第四發光層的第二發光元件串聯連接而形成。並且,第一陰極和第二陽極相接觸。第一發光層包含二芳胺基取代的芳基與9,10-二芳基蒽的2-位置結合的2,9,10-三芳基蒽衍生物,第二發光層包含與2,9,10-三芳基蒽衍生物不同的第二發光物質。而且,第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜。第三發光層包含第三發光物質,第四發光層包含第四發光物質。而且,第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜。並且,通過使電流流過,可以獲得呈現第一發光光譜和第二發光光譜合併的發光光譜的發光元件。
由此,本發明的技術方案之一是使第一發光元件和第二發光元件串聯連接而形成的發光元件,所述第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間具有第一發光層和第二發光層,並且所述第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間具有第三發光層和第四發光層。第一陰極和第二陽極相接觸。第一發光層包含2,9,10-三芳基蒽衍生物,第二發光層包含與2,9,10-三芳基蒽衍生物不同的第二發光物質。第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜。第三發光層包含第三發光物質,第四發光層包含第四發光物質。第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜。呈現出第一發光光譜和第二發光光譜合併的發光光譜。
另外,本發明的技術方案之一是使第一發光元件和第二發光元件串聯連接而形成的發光元件,所述第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間具有第一發光層和第二發光層,並且所述第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間具有第三發光層和第四發光層。第一陰極和第二陽極相接觸。第一發光層包含由通式(1)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜。第三發光層包含第三發光物質,第四發光層包含第四發光物質。第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜。呈現出第一發光光譜和第二發光光譜合併的發光光譜。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(1-1)至(1-3)表示的任一種取代基。通式(1-1)至(1-3)中,Ar11 至Ar13 分別表示碳原子數為6至25的芳基,α表示碳原子數為6至25的伸芳基,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R32 表示碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,β表示碳原子數為6至25的伸芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,本發明的技術方案之一是使第一發光元件和第二發光元件串聯連接而形成的發光元件,所述第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間具有第一發光層和第二發光層,並且所述第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間具有第三發光層和第四發光層。第一陰極和第二陽極相接觸。第一發光層包含由通式(2)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜。第三發光層包含第三發光物質,第四發光層包含第四發光物質。第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜。呈現出第一發光光譜和第二發光光譜合併的發光光譜。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(2-1)至(2-3)表示的任一種取代基。通式(2-1)至(2-3)中,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R11 至R24 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R33 至R37 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R43 至R46 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,本發明的技術方案之一是使第一發光元件和第二發光元件串聯連接而形成的發光元件,所述第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間具有第一發光層和第二發光層,並且所述第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間具有第三發光層和第四發光層。第一陰極和第二陽極相接觸。第一發光層包含由通式(3)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜。第三發光層包含第三發光物質,第四發光層包含第四發光物質。第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜。呈現出第一發光光譜和第二發光光譜合併的發光光譜。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(3-1)至(3-3)表示的任一種取代基。通式(3-1)至(3-3)中,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,本發明的技術方案之一是使第一發光元件和第二發光元件串聯連接而形成的發光元件,所述第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間具有第一發光層和第二發光層,並且所述第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間具有第三發光層和第四發光層。第一陰極和第二陽極相接觸。第一發光層包含由通式(4)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜。第三發光層包含第三發光物質,第四發光層包含第四發光物質。第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜。呈現出第一發光光譜和第二發光光譜合併的發光光譜。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(4-1)至(4-3)表示的任一種取代基。通式(4-1)至(4-3)中,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
另外,本發明的技術方案之一是使第一發光元件和第二發光元件串聯連接而形成的發光元件,所述第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間具有第一發光層和第二發光層,並且所述第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間具有第三發光層和第四發光層。第一陰極和第二陽極相接觸。第一發光層包含由通式(5)表示的蒽衍生物,第二發光層包含第二發光物質。第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜。第三發光層包含第三發光物質,第四發光層包含第四發光物質。第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜。呈現出第一發光光譜和第二發光光譜合併的發光光譜。
式中,R1 至R10 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子和碳原子數為1至4的鹵烷基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(5-1)至(5-3)表示的任一種取代基。通式(5-1)至(5-3)中,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
上述結構中,Ar3 較佳為由通式(11-1)至(11-5)表示的取代基中的任一種。
式中,R51 至R62 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
上述結構中,較佳使用Ar1 和Ar2 具有相同結構的蒽衍生物。
另外,上述結構中,蒽衍生物的發光顏色和第二發光物質的發光顏色較佳為互補色。當這些發光顏色為互補色時,第一發光元件可以獲得白色發光。
另外,上述結構中,第三發光物質的發光顏色和第四發光物質的發光顏色較佳為互補色。當這些發光顏色為互補色時,第二發光元件可以獲得白色發光。
另外,上述結構中,第一發光光譜的峰和第二發光光譜的峰較佳互不重疊。通過採用這種結構,可以獲得呈現寬的發光光譜的發光元件。
另外,使用本發明發光元件的發光裝置也包括在本發明的範疇內。由此,本發明發光裝置的特徵在於具有上述發光元件和控制發光元件的發光的控制單元。另外,本說明書中的發光裝置包括圖像顯示裝置、發光裝置或者光源(包括照明設備)。此外,發光裝置也包含在面板上安裝有例如FPC(撓性印刷電路,flexible printed circuit)、TAB(帶式自動焊接,tape automated bonding)帶或TCP(帶載封裝,tape carrier package)等連接器的模組;在TAB帶或TCP的前端設置有印刷電路板的模組;或者發光元件上通過COG(玻璃覆晶,chip on glass)方式直接安裝有IC(積體電路)的模組。
此外,將本發明發光元件用於顯示部的電子用具也包括在本發明的範疇內。因此,本發明電子用具的特徵在於具有顯示部,該顯示部具備上述發光元件和控制發光元件的發光的控制單元。
通過應用本發明,可以獲得高效率的發光元件。
另外,應用本發明可以獲得高效率的白色發光元件。
另外,應用本發明可以獲得耗電量低的發光裝置及電子用具。
下面,將參照所附圖式詳細說明本發明的實施方式。但是,本發明不受限於以下說明,所屬技術領域的技術人員可以很容易地理解一個事實就是在不脫離本發明的宗旨及其範圍下可以有各種各樣的形式和細節變換。因此,本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。另外,以下說明的本發明結構中,有時在圖中使用相同的圖號來表示相同的部分。
另外,本說明書中的“峰”包括肩峰(shoulder peak)。換言之,當光譜中有肩時,將此肩也看作峰。
另外,為了取出所發出的光,發光元件中的一對電極中至少一電極可具有透光性。由此,除了可以應用在基板上形成具有透光性的電極以從基板一側取出光的元件結構以外,還可以應用從與基板相反一側取出光的結構、從基板一側及與基板相反一側二者取出光的結構。
實施方式1
在本實施方式中說明本發明所使用的蒽衍生物。
在本發明中使用二芳胺基取代的芳基與9,10-二芳基蒽的2-位置結合的2,9,10-三芳基蒽衍生物。二芳胺基取代的芳基與9,10-二芳基蒽的2-位置結合的2,9,10-三芳基蒽衍生物的發光效率高。另外,2,9,10-三芳基蒽衍生物即使在重複進行氧化還原反應之後仍是穩定的,因此,可以較佳地應用於本發明。
做為二芳胺基取代的芳基與9,10-二芳基蒽的2-位置結合的2,9,10-三芳基蒽衍生物,通式(1)表示的蒽衍生物是特佳的。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(1-1)至(1-3)表示的任一種取代基。通式(1-1)至(1-3)中,Ar11 至Ar13 分別表示碳原子數為6至25的芳基,α表示碳原子數為6至25的伸芳基,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R32 表示碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基、β表示碳原子數為6至25的伸芳基、R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
通式(1)中,做為由Ar1 和Ar2 表示的取代基,例如可以舉出由結構式(12-1)至(12-9)表示的取代基。
通式(1)中,做為由Ar3 表示的取代基,例如可以舉出由結構式(13-1)至(13-9)表示的取代基。
通式(1-1)中,做為由Ar11 至Ar13 表示的取代基,例如可以舉出結構式(21-1)至(21-9)表示的取代基。
另外,通式(1-1)中,做為由α表示的取代基,例如可以舉出由結構式(22-1)至(22-9)表示的取代基。
因此,做為由通式(1-1)表示的取代基,例如可以舉出由結構式(31-1)至(31-23)表示的取代基。
另外,通式(1-2)中,做為由Ar21 表示的取代基,例如可以舉出由結構式(23-1)至(23-9)表示的取代基。
另外,通式(1-2)中,做為由R31 表示的取代基,例如可以舉出由結構式(24-1)至(24-18)表示的取代基。
另外,通式(1-2)中,做為由R32 表示的取代基,例如可以舉出由結構式(25-1)至(25-17)表示的取代基。
因此,做為由通式(1-2)表示的取代基,例如可以舉出由結構式(32-1)至(32-42)表示的取代基。
另外,通式(1-3)中,做為由Ar31 表示的取代基,例如可以舉出由結構式(26-1)至(26-9)表示的取代基。
另外,通式(1-3)中,做為由β表示的取代基,例如可以舉出由結構式(27-1)至(27-9)表示的取代基。
另外,通式(1-3)中,做為由R41 和R42 表示的取代基,例如可以舉出由結構式(28-1)至(28-18)表示的取代基。
因此,做為由通式(1-3)表示的取代基,例如可以舉出由結構式(33-1)至(33-34)表示的取代基。
另外,由通式(1)表示的蒽衍生物中,由通式(2)表示的蒽衍生物是較佳的。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(2-1)至(2-3)表示的任一種取代基。通式(2-1)至(2-3)中,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R11 至R24 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R33 至R37 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R43 至R46 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,由通式(1)表示的蒽衍生物中,由通式(3)表示的蒽衍生物是較佳的。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(3-1)至(3-3)表示的任一種取代基。通式(3-1)至(3-3)中,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,由通式(1)表示的蒽衍生物中,由通式(4)表示的蒽衍生物是較佳的。
式中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(4-1)至(4-3)表示的任一種取代基。通式(4-1)至(4-3)中,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
另外,由通式(1)表示的蒽衍生物中,由通式(5)表示的蒽衍生物是較佳的。
式中,R1 至R10 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子和碳原子數為1至4的鹵烷基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(5-1)至(5-3)表示的任一種取代基。通式(5-1)至(5-3)中,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基或碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
上述通式(1)至通式(5)中,從合成難易的角度來看,Ar3 較佳是由通式(11-1)至(11-5)表示的取代基中的任一種。
式中,R51 至R62 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
另外,上述通式(1)至通式(5)中,從合成難易的角度來看,Ar1 和Ar2 較佳是具有相同結構的取代基。
上述蒽衍生物的具體例子包括,但不限於,由結構式(101)至結構式(223)表示的蒽衍生物。
由結構式(101)至結構式(131)表示的蒽衍生物是通式(1)中A是通式(1-1)時的具體例子,由結構式(132)至結構式(181)表示的蒽衍生物是通式(1)中A是通式(1-2)時的具體例子,並且由結構式(182)至結構式(223)表示的蒽衍生物是通式(1)中A是通式(1-3)時的具體例子。
做為這些蒽衍生物的合成方法,可以應用各種反應。例如,可以通過進行以下反應圖解(A-1)至(A-6)及反應圖解(B-1)至(B-3)所示的合成反應來合成這些蒽衍生物。
使骨架中包含咔唑的化合物(化合物A)與N-溴琥珀醯亞胺(NBS)、N-碘琥珀醯亞胺(NIS)、溴(Br2 )、
碘化鉀(KI)、碘(I2 )等鹵或鹵化物反應,合成出骨架中包含3-鹵化咔唑的化合物(化合物B)。然後,再使用鈀催化劑(Pd催化劑)等金屬催化劑、碘化銅等金屬化合物或銅等金屬進行化合物B和芳基胺的偶合反應,從而獲得化合物C。合成圖解(A-1)中,鹵族元素(X1 )較佳是碘或溴。另外,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。另外,R32 表示碳原子數為1至4的烷基或碳原子數為6至25的芳基。另外,Ar 11 表示碳原子數為6至25的芳基。
使骨架中包含咔唑的化合物(化合物D)和芳香族化合物的二鹵化物反應,合成出骨架中包含N-(鹵化芳基)咔唑的化合物(化合物E)。然後,再使用鈀等金屬催化劑、碘化銅等金屬化合物或銅等金屬進行化合物E與芳基胺的偶合反應,從而獲得化合物F。合成圖解(A-2)中,芳香族化合物的二鹵化物的鹵族元素(X2 、X3 )較佳是碘或溴。另外,X2 和X3 可以相同或不同。另外,R41 及R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。另外,β表示碳原子數為6至25的伸芳基。另外,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基。
2-胺基蒽醌(化合物G)進行桑德邁爾(Sandmeyer)反應,從而合成蒽醌的鹵化物(化合物H)。使蒽醌的鹵化物(化合物H)與芳基鋰反應,從而合成9,10-二氫蒽衍生物的二醇體(化合物I)。使用次膦酸鈉一水合物、碘化鉀、醋酸對9,10-二氫蒽衍生物的二醇體(化合物I)進行脫羥基反應,從而合成9,10-二芳基蒽鹵化物(化合物J)。
另外,合成圖解(A-3)至(A-5)中,X4 表示鹵族元素。另外,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基。
通過使9,10-二芳基蒽鹵化物(化合物J)與有機硼化合物(其為伸芳基鹵化物)或硼酸(其為芳基鹵化物)進行偶合反應,從而合成化合物K。合成圖解(A-6)中,R63 表示氫或碳原子數為1至4的烷基。另外,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基。另外,X4 和X5 可以相同或不同地各表示鹵族元素。特別從產率的角度來看,較佳採用X4 是碘且X5 是溴的組合。
使用合成圖解(A-6)合成的化合物K,通過合成圖解(B-1)所示的反應,可以合成本發明的蒽衍生物。通過使用鈀催化劑等金屬催化劑、碘化銅等金屬化合物或銅等金屬使化合物K和芳基胺化合物進行偶合反應,可以合成由通式(1-1a)表示的本發明蒽衍生物。合成圖解(B-1)中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,Ar11 至 Ar13 分別表示碳原子數為6至25的芳基,α表示碳原子數為6至25的伸芳基。應注意,由通式(1-1a)表示的化合物對應於上述通式(1)中的A是通式(1-1)的情況。
使用合成圖解(A-1)合成的化合物C及合成圖解(A-6)合成的化合物K,通過合成圖解(B-2)所示的反應,可以合成本發明的蒽衍生物。通過使用鈀催化劑等金屬催化劑、碘化銅等金屬化合物或銅等金屬使化合物C和化合物K進行偶合反應,可以合成由通式(1-2a)表示的本發明蒽衍生物。合成圖解(B-2)中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R32 表示碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。應注意,由通式(1-2a)表示的化合物對應於上述通式(1)中的A是通式(1-2)的情況。
使用合成圖解(A-2)合成的化合物F及合成圖解(A-6)合成的化合物K,通過合成圖解(B-3)所示的反應,可以合成本發明的蒽衍生物。通過用鈀催化劑等金屬催化劑、碘化銅等金屬化合物或銅等金屬使化合物F和化合物K進行偶合反應,可以合成由通式(1-3a)表示的本發明蒽衍生物。合成圖解(B-3)中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,β表示碳原子數為6至25的伸芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。應注意,由通式(1-3a)表示的化合物對應於上述通式(1)中的A是通式(1-3)的情況。
本實施方式所示的蒽衍生物的發光量子產率高,發出藍色至黃綠色的光。因此,本實施方式所示的蒽衍生物可以應用於發光元件。另外,本實施方式所示的蒽衍生物即使在重複進行氧化還原反應之後仍是穩定的。因此,通過將本實施方式所示的蒽衍生物用於發光元件,可以獲得壽命長的發光元件。
雖然已知如9,10-二苯基蒽的蒽衍生物可以實現藍色發光,但是由於電洞不容易進入此類蒽衍生物,所以此類蒽衍生物難以在發光元件中高效地發光。另一方面,若引入胺單元以使蒽衍生物容易接受電洞,則發光波長大幅度地向長波長移動,而難以獲得短波長發光。然而,本實施方式所示的蒽衍生物由於具備有助於發光及電子傳輸性的蒽骨架和有助於電洞傳輸性的胺單元A(蒽骨架和胺單元通過伸芳基Ar3 相結合)的分子結構,所以具有可以高效率地獲得短波長發光的特徵。
另外,本實施方式所示的蒽衍生物由於僅具有一個胺單元A,所以當進行真空蒸鍍時不容易分解,因而容易進行蒸鍍法沈積。由此,本實施方式所示的蒽衍生物適於發光元件的製造。另外,本實施方式所示的蒽衍生物由於僅具有一個胺單元A,所以可以廉價地生產出來。由此,通過將任一本實施方式所示的蒽衍生物用於發光元件,可以減少發光元件的成本。
實施方式2
本實施方式中,使用圖1A和1B對於本發明發光元件結構的一個例子進行說明。
圖1A和1B中,第一發光元件110具有的結構為在基板100上按順序層疊第一陽極111、第一發光層112A、第二發光層112B、以及第一陰極113。圖1A和1B中,第一陽極111是具有透光性的電極,而第一陰極113是具有反光性的電極。另外,第一發光層112A和第二發光層112B的層疊順序也可以顛倒。
基板100用作發光元件的支撐體。做為基板100,例如可以使用玻璃或塑膠等。注意,可以使用任何材料,只要其可在發光元件的製程中用作支撐體。
可以使用各種金屬、合金、導電化合物、以及這些的混合物等形成第一陽極111及第一陰極113。例如,可以舉出功函數高的材料,即氧化銦錫(ITO)、包含矽或氧化矽的氧化銦錫、氧化銦鋅(IZO)、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。這些導電金屬氧化物通常通過濺射沈積,但也可以應用溶膠-凝膠法等來製造。例如,可以使用在氧化銦中添加1wt%至20wt%氧化鋅的靶通過濺射法形成氧化銦鋅(IZO)。另外,可以使用在氧化銦中添加0.5Wt%至5wt%的氧化鎢和0.1wt%至1wt%的氧化鋅的靶通過濺射法形成包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)。除了這些以外,可以使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、或金屬材料的氮化物(諸如氮化鈦)等。此外,也可以使用低功函數材料的元素週期表第1族或第2族的元素,即,鹼金屬,諸如鋰(Li)與銫(Cs);鹼土金屬,諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)與鍶(Sr);含這些金屬的合金(諸如鎂和銀的合金;鋁和鋰的合金);稀土金屬,諸如銪(Eu)與鐿(Yb);含稀土金屬的合金等。另外,可以使用鋁(Al)、銀(Ag)、以及包含鋁的合金(例如,AlSi)等。另外,可以將鹼金屬、鹼土金屬或含有這些金屬的合金通過真空蒸鍍法而沈積。另外,可以將包含鹼金屬或鹼土金屬的合金通過濺射法而沈積。此外,銀膏等也可以通過噴墨法等形成膜。另外,第一陽極及第一陰極不限於只能形成為單層,也可以形成為疊層。
雖然可以使用這些導電材料形成第一陽極及第一陰極,然而,若考慮到載流子的注入能障(barrier),較佳使用功函數高的材料做為陽極,並且使用功函數低的材料做為陰極。
另外,將第一陽極及第一陰極中的任一方或雙方以能透過光的方式形成,以便可以將發光層發出的光取出到外部。例如,令第一陽極及第一陰極中的任一方或雙方經由使用ITO等的具有透光性的導電材料形成、或者以銀或鋁等形成數nm至數十nm的厚度。另外,也可以令第一陽極及第一陰極中的任一方或雙方形成具有銀或鋁等金屬的低厚度薄膜和ITO膜等具有透光性的導電材料薄膜的疊層。另外,第一陽極及第一陰極可通過多種方法形成。
第一發光層112A包含任一實施方式1所示的蒽衍生物。實施方式1所示的蒽衍生物呈現在藍綠色至黃綠色的波長區域具有峰的發光光譜,而可以獲得高效率的發光。由此,通過使用實施方式1所示的蒽衍生物,可以獲得發光效率高的發光元件。另外,實施方式1所示的蒽衍生物即使在重複進行氧化還原反應之後仍是穩定的,並且電化學穩定。由此,通過使用任一實施方式1所示的蒽衍生物,可以獲得不容易劣化且長壽命的發光元件。另外,還可以通過將任一實施方式1所示的蒽衍生物(客體物質)分散在其他物質(主體物質)中來構成發光層。在此情況下,蒽衍生物較佳用做為主體材料,其中較佳使用9-[4-(N-咔唑基)苯基]-10-苯基蒽(簡稱:CzPA),因為它電化學穩定。
另外,第二發光層112B包含與實施方式1所示蒽衍生物不同的發光物質。換言之,第一發光層112A和第二發光層112B呈現不同的發光顏色。第二發光層112B可以使用各種發光物質。例如,可以使用螢光材料或磷光材料。
於此發光元件中,當對第一陽極111側施加正偏壓且對第一陰極113側施加負偏壓時,則可以獲得來自第一發光層的發光和來自第二發光層的發光相合併的發光。如圖1B所示,將來自第一發光層和來自第二發光層的發光相合併的發光呈現具有兩個峰的第一發光光譜130。換言之,本實施方式所示的發光元件呈現2波長型發光光譜。
應注意於本說明書中,“峰”還包括肩峰。換言之,當光譜中有肩時,將此肩也看作峰。
例如,當包含在第一發光層112A中的實施方式1所示蒽衍生物的發光顏色和包含在第二發光層112B中的第二發光物質的發光顏色為互補色時,第一發光元件的發光顏色成為白色。應注意,「互補」色指顏色在混合時成為無彩色的顏色。
實施方式1所示的蒽衍生物呈現藍色至黃綠色的發光。由此,將實施方式1所示的蒽衍生物中的呈現藍色發光的蒽衍生物用於第一發光層112A和將呈現黃色至橙色發光的發光物質用於第二發光層112B,可以獲得呈現白色發光的發光元件。另外,將呈現藍綠色至綠色發光的蒽衍生物用於第一發光層112A和將呈現紅色發光的發光物質用於第二發光層112B,可以獲得呈現白色發光的發光元件。
呈現在紅色波長區域(大於或等於600nm且低於700nm)具有峰的發光光譜的材料例子包括4H-哌喃衍生物,例如4-(二氰基亞甲基)-2,6-雙[p-(二甲基胺基)苯乙烯基]-4H-哌喃(簡稱:BisDCM)、{2-異丙基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1,1,7,7-四甲基-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:DCJTI)、與{2,6-雙[2-(2,3,6,7-四氫-8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:BisDCJTM),與磷光材料,例如雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹啉]乙醯丙酮銥(Ⅲ)(簡稱:Ir(Fdpq)2 (acac))、與三(1-苯基異喹啉-N,C2' )銥(Ⅲ)(簡稱:Ir(piq)3 )等。另外,也可以使用聚(3-烷基噻吩)等的聚合物。其中,較佳使用BisDCM、DCJTI、BisDCJTM之類的4H-哌喃衍生物,因為它的發光效率高。尤其是,DCJTI與BisDCJTM由於在約620nm具有發光光譜的峰,所以為了與實施方式1所示的蒽衍生物組合來獲得白色發光元件,它們是較佳的。另外,也可以通過將發光物質(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中來構成發光層。做為在此情況下的主體材料,較佳使用如4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)或4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA)等的芳香胺化合物。另外,做為主體材料,還可以使用雙(8-羥基喹啉)鋅(簡稱:Znq2 )或雙[2-肉桂醯基-8-羥基喹啉]鋅(簡稱:Znsq2 )等的金屬錯合物。通過使用這些呈現紅色發光的發光物質和呈現藍綠色至綠色發光的實施方式1所示的蒽衍生物,可以獲得白色發光元件。
例如,做為在黃色至橙色的波長區域(大於或等於540nm且低於600nm)具有發光光譜的峰的材料,可以使用紅熒烯、(2-{2-[4-(二甲基胺基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-哌喃-4-亞基)丙二腈(簡稱:DCM1)、{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:DCM2)、雙[2-(2-噻吩基)吡啶]乙醯丙酮銥(簡稱:Ir(thp)2 (acac))、雙(2-苯基喹啉)乙醯丙酮銥(簡稱:Ir(pq)2 (acac))等。尤其是,較佳使用紅熒烯之類的稠四苯衍生物,因為它具有高效率且在化學上很穩定。另外,也可以通過將這些發光物質(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中來構成發光層。做為在此情況下的主體材料,較佳使用4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)或4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA)等的芳香胺化合物。或者,也可以使用聚(2,5-二烷氧基-1,4-伸苯基伸乙烯基)等的聚合物。通過使用這些呈現黃色至橙色的發光的發光物質和呈現藍色發光的實施方式1所示的蒽衍生物,可以獲得白色發光元件。
應注意,上述發光物質的發光顏色有時隨主體材料或元件結構而可有變化。
再者,圖1A和1B示出將反光性電極用於第一陰極113,並且使光通過第一陽極及基板100來取出發光的結構。在此情況下,較佳通過將呈現比第二發光層112B更長波長的發光光譜的第一發光層112A置於遠離反光性電極之處,來抑制光干涉。由此,做為第二發光層112B也可以使用實施方式1所示的蒽衍生物。此時,包含在第一發光層112A中的發光物質較佳為與實施方式1所示的蒽衍生物不同的物質。
另外,雖然在對於圖1A的說明中示出了將反光性電極用於第一陰極113的例子,但是也可以採用將透光性電極用於第一陰極113,並且在第一陰極上方形成反光性膜的結構。在此情況下,較佳考慮如光干涉等來調節第一陰極113、第二發光層112B、第一發光層112A等的厚度。另外,因為可以謀求發光元件的低耗電量化,所以較佳使用低電阻材料做為反光性電極,如包含鋁(Al)、銀(Ag)等的導電材料。
另外,也可以採用將透光性電極用於第一陰極113並將反光性電極用於第一陽極111而不將反光性電極用於第一陰極113,來實現從與圖1A所示的方向相反的方向取出發光的結構。另外,也可以採用將透光性電極用於第一陽極111並在第一陽極下方提供反光性的膜而不將反光性電極用於第一陽極111的結構。
另外,雖然在圖1A和1B中示出了在基板側提供陽極的結構,但也可以採用在基板側提供陰極的結構。
再者,也可以通過調節各個疊層的膜厚而刻意地使光稍微干涉,抑制突出的尖銳峰產生而獲得梯形的發光光譜,以使光接近於具有連續光譜的自然光。另外,也可以通過調節各個疊層的膜厚而刻意地使光稍微干涉,來改變發光光譜的峰的位置。通過調節各個疊層的膜厚以使在發光光譜中出現的多個峰的強度大致相同,並且通過縮短各個峰的間隔,可以獲得具有近於梯形的發光光譜的白色發光。
通過應用本發明,可以通過調節各個層的膜厚或各個層的材料並利用光的干涉等來獲得發出近於具有連續光譜的自然光的白色光的發光元件。由此,本發明的發光元件可以較佳用作照明裝置。
另外,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式3
本實施方式中,使用圖2A和2B說明本發明的發光元件之結構的一個例子。
圖2A和2B中,在基板200上層疊有第一發光元件210和第二發光元件220。第一發光元件210和第二發光元件220串聯連接。在下文中將如圖2A和2B所示具有層疊多個發光元件的結構之發光元件稱為疊層型發光元件。第一發光元件210具有與實施方式2所示的發光元件相同的結構,其中在第一陽極211和第一陰極213之間包括第一發光層212A及第二發光層212B。另外,第二發光元件220在第二陽極221和第二陰極223之間包括第三發光層222A及第四發光層222B。另外,圖2A和2B中,第一陽極211為具有透光性的電極,而第二陰極223為具有反光性的電極。
如實施方式1所示,基板200用作發光元件的支架。做為基板200,例如可以使用玻璃或塑膠等。注意,可以使用任何其他材料,只要其可以在發光元件的製程中用作支架。
如實施方式1所示,做為第一陽極211、第一陰極213、第二陽極221、以及第二陰極223,可以使用各種金屬、合金、導電化合物、以及這些的混合物等。例如,可舉出功函數高的材料,即氧化銦錫(ITO)、包含矽或氧化矽的氧化銦錫、氧化銦鋅(IZO)、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。這些導電金屬氧化物通常通過濺射形成,但也可以應用溶膠-凝膠法等來製造。例如,可以使用在氧化銦中添加1wt%至20wt%氧化鋅的靶通過濺射法形成氧化銦鋅(IZO)。另外,包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)可以使用在氧化銦中添加0.5wt%至5wt%氧化鎢和0.1wt%至1wt%氧化鋅的靶通過濺射法形成。除了這些以外,可以舉出金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、或金屬材料的氮化物(諸如氮化鈦)等。此外,也可以使用低功函數材料的元素週期表第1族或第2族的元素,即,鹼金屬,諸如鋰(Li)與銫(Cs);鹼土金屬,諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)與鍶(Sr);含這些金屬的合金(諸如鎂和銀的合金;鋁和鋰的合金);稀土金屬,諸如銪(Eu)與鐿(Yb);含稀土金屬的合金等。另外,可以使用鋁(Al)、銀(Ag)、以及包含鋁的合金(例如,AlSi)等。另外,可以將鹼金屬、鹼土金屬或含有這些金屬的合金通過真空蒸鍍法而沈積。另外,可以將包含鹼金屬或鹼土金屬的合金通過濺射法而沈積。此外,銀膏等也可以通過噴墨法等形成膜。另外,各電極不限於只能形成為單層,也可以形成為疊層。
應注意,若考慮到載流子的注入能障,較佳使用功函數高的材料做為陽極。另外,較佳使用功函數低的材料做為陰極。
另外,從取光效率的觀點來看,位於疊層型發光元件內部的電極較佳為具有透光性的電極。換言之,本實施方式所示的疊層型發光元件中,與陰極接觸的陽極及與陽極接觸的陰極較佳具有透光性。換言之,圖2A和2B所示的結構中,第一陰極213及第二陽極221較佳為具有透光性的電極。
另外,即使位於疊層型發光元件內部的電極具有比位於疊層型發光元件外部的電極為低的導電率,該位於內部的電極也能作用。
由此,位於疊層型發光元件內部的陰極(即,與陽極接觸的陰極)只要可以注入電子即可,可以使用氧化鋰、氟化鋰、碳酸銫等的絕緣體或半導體。或者,該陰極也可以採用在電子傳輸性高的物質中添加有給予體(donor)物質的結構。
具有高電子傳輸性的物質之例子包括以下具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬錯合物,如,三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Almq3 )、雙(10-羥基苯并[h]喹啉)鈹(簡稱:BeBq2 )、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(簡稱:BAlq)等。除這些之外,還可以使用以下具有唑類或噻唑類配位子的金屬錯合物等:雙[2-(2-羥基苯基)苯并唑]鋅(簡稱:Zn(BOX)2 )、雙[2-(2-羥基苯基)苯并噻唑]鋅(簡稱:Zn(BTZ)2 )等。另外,除金屬錯合物之外,也可使用2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-二唑(簡稱:PBD)、1,3-雙[5-(對第三丁基苯基)-1,3,4-二唑-2-基]苯(簡稱:OXD-7)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱:TAZ)、紅菲繞啉(簡稱:BPhen)、浴銅靈(簡稱:BCP)等。這裏所述的物質主要是具有10-6 cm2 /(V.s)或以上的電子遷移率的物質。應注意上述以外的物質亦可使用,只要其為電子傳輸性高於電洞傳輸性的物質。
通過添加給予體物質,可以提高電子注入性,從而可以降低發光元件的驅動電壓。做為給予體物質,可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、或屬於元素週期表第13族的金屬、以及其氧化物、碳酸鹽。具體而言,較佳使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰、碳酸銫等。另外,也可以使用四硫雜稠四苯(tetrathianaphthacene)之類的有機化合物做為給予體物質。
另外,位於疊層型發光元件內部的陽極(即,與陰極接觸的陽極)只要可以注入電洞即可,且可以使用氧化鉬、氧化釩、氧化錸、氧化釕等的半導體或絕緣體來形成。或者,該陽極也可以採用在具有高電洞傳輸性的物質中添加接受體物質的結構。
做為具有高電洞傳輸性的物質,例如可以使用4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB或α-NPD)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(簡稱:TPD)、4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱:TDATA)、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱:MTDATA)、4,4'-雙[N-(螺-9,9'-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]-1,1'-聯苯(簡稱:BSPB)等芳香胺化合物等。這裏所述的物質主要是具有10-6 cm2 /(V‧s )或以上的電洞遷移率的物質。但是,亦可使用上述物質以外的任何物質,只要其為電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質。
通過添加接受體物質可以提高電洞注入性,而可以降低發光元件的驅動電壓。做為接受體物質,可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱:F4 -TCNQ)、氯醌等。另外,可以舉出過渡金屬氧化物。另外,可以舉出屬於元素週期表第4至8族的金屬的氧化物。具體地,由於具有高電子接受能力,較佳使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳、氧化錸。其中,氧化鉬是特佳的,因其在空氣中穩定,吸濕性低,並且容易處理。
另外,通過採用在具有高電洞傳輸性的物質中添加接受體物質的結構及/或在具有高電子傳輸性的物質中添加給予體物質的結構,即使在將第一陰極及/或第二陽極形成為厚膜時,也可以抑制驅動電壓的上升。由此,由於通過將第一陰極及/或第二陽極形成為厚膜而可以防止起因於微小異物或衝擊等的短路,所以可以獲得可靠性高的發光元件。可以在抑制驅動電壓的上升的同時,通過光學設計使第一陰極及/或第二陽極的膜厚最佳化。
另外,第一發光元件210包括包含實施方式1所示的蒽衍生物的第一發光層212A和包含呈現與第一發光層212A不同的發光顏色的發光物質的第二發光層212B。另外,第一發光層212A和第二發光層212B也可以反順序層疊。
另外,第二發光元件220包括第三發光層222A和第四發光層222B。第三發光層222A和第四發光層222B呈現不同的發光顏色。另外,第三發光層222A和第四發光層222B也可以反順序層疊。
於上述發光元件中,若對第一陽極211側施加正偏壓且對第二陰極223側施加負偏壓,則具有給定電流密度J的電流流過發光元件。此時,從第一陽極211注入電洞到第一發光層及第二發光層並且從第一陰極213注入電子到第一發光層及第二發光層,當電子及電洞再結合,可以由第一發光元件210發出光。該來自第一發光元件的發光具有圖2B所示的第一發光光譜230。第一發光光譜230具有至少兩個峰。另外,從第二陽極221注入電洞到第三發光層及第四發光層並且從第二陰極223注入電子到第三發光層及第四發光層,當電子及電洞再結合,可以由第二發光元件220發出光。該來自第二發光元件的發光具有圖2B所示的第二發光光譜240。第二發光光譜240具有至少兩個峰。換言之,可以獲得來自第一發光元件和第二發光元件雙方的發光。
應注意,等價電路上,具有電流密度J的共通電流流過第一發光元件210及第二發光元件220,各元件以與電流密度J對應的亮度發光。在此,通過將透光性電極用於第一陽極211、第一陰極213及第二陽極221,可以取出來自第一發光元件和第二發光元件雙方的發光。另外,通過將具有反光性的電極用於第二陰極223來反射發光,而可以在取光面之側高效地取得發光。
本實施方式中,第一發光光譜230所具有的兩個峰和第二發光光譜240所具有的兩個峰較佳位於不同位置。換言之,第一發光光譜的峰和第二發光光譜的峰較佳位於互不重疊的位置。通過這種結構,可以獲得具有寬的光譜的發光。
尤其較佳的是,該些峰較佳位於大於或等於400nm且低於470nm的波長區域、大於或等於470nm且低於540nm的波長區域、大於或等於540nm且低於600nm的波長區域、大於或等於600nm且低於700nm的波長區域。通過這種結構,可以在整個可見光區域獲得具有寬的光譜的白色發光。具有這種結構的發光元件顯色性優越,而適合於照明用具。
再者,包含在第一發光層212A中的實施方式1所示的蒽衍生物的發光顏色和包含在第二發光層212B中的第二發光物質的發光顏色較佳為互補色。另外,包含在第三發光層222A中的第三發光物質的發光顏色和包含在第四發光層222B中的第四發光物質的發光顏色較佳為互補色。通過這種結構,來自第一發光元件的發光顏色成為白色,並且來自第二發光元件的發光顏色成為白色。然後,來自第一發光元件的發光和來自第二發光元件的發光合併起來,而使疊層型發光元件可以獲得白色發光。
實施方式1所示的蒽衍生物呈現藍色至黃綠色的發光。由此,例如,通過組合實施方式1所示的蒽衍生物中的呈現藍色發光的蒽衍生物和呈現黃色至橙色發光的發光物質,可以獲得白色發光元件。另外,通過組合呈現藍綠色至綠色發光的蒽衍生物和呈現紅色發光的發光物質,可以獲得白色發光元件。層疊第一發光元件和第二發光元件而形成的發光元件(疊層型發光元件),可以獲得白色發光元件。
實施方式1所示的蒽衍生物較佳用於第一發光元件及第二發光元件,因為它具有高發光效率且長壽命。然而,本實施方式所示的發光元件不限於此結構。任一實施方式1所示的蒽衍生物可以包含於第一發光元件與第二發光元件中至少一者之中。
另外,在將實施方式1所示的蒽衍生物以外的發光物質用於發光層的情況下,可以使用各種發光物質。例如,可以使用螢光材料或磷光材料。
例如,做為在黃色至橙色的波長區域(大於或等於540nm且低於600nm)具有發光光譜的峰的材料,可以使用實施方式2所示的任一材料。另外,做為在紅色波長區域(大於或等於600nm且低於700nm)具有發光光譜的峰的材料,可以使用實施方式2所示的任一材料。
另外,做為在藍色波長區域(大於或等於400nm且低於470nm)具有發光光譜的峰的材料,可以使用苝、2,5,8,11-四-(第三丁基)苝(簡稱:TBP)等。另外,可以使用苯乙烯伸芳基衍生物,如4,4'-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(簡稱:DPVBi)等;或蒽衍生物如9,10-二苯基蒽、9,10-二-(2-萘基)蒽(簡稱:DNA)、9,10-雙(2-萘基)-2-第三丁基蒽(簡稱:t-BuDNA)等。另外,也可以使用聚(9,9-二辛基茀)等的聚合物。另外,做為在藍色波長區域(大於或等於400nm且低於470nm)具有發光光譜的峰的材料,較佳使用苯乙烯胺衍生物,例子包括有N,N'-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N'-二苯基二苯乙烯-4,4'-二胺(簡稱:YGA2S)、N,N'-二苯基-N,N'-雙(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯乙烯-4,4'-二胺(簡稱:PCA2S)等。尤其較佳使用YGA2S,因為它在450nm附近具有峰。另外,也可以通過將這些發光物質(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中來構成發光層。做為在此情況下的主體材料,較佳使用蒽衍生物,適合使用9,10-雙(2-萘基)-2-第三丁基蒽(簡稱:t-BuDNA)、9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CZPA)。尤其較佳使用CZPA,因為它電化學穩定。
做為在藍綠色至綠色的波長區域(大於或等於470nm且低於540nm)具有發光光譜的峰的材料,可以使用香豆素衍生物,如香豆素30、香豆素6等;或金屬錯合物,如BAlq、Zn(BTZ)2 、氯化雙(2-甲基-8-羥基喹啉)鎵(簡稱:Ga(mq)2Cl)等。另外,將雙[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C2 ']吡啶甲酸銥(簡稱:FIrpic)、雙[2-苯基吡啶-N,C2 ']乙醯丙酮銥(簡稱:Ir(ppy)2 (acac))等做為客體材料並將它分散在適當的主體材料中。另外,上述苝或TBP以5wt%或以上的高濃度可分散在適當的主體材料中。另外,也可以使用聚(對伸苯基伸乙烯基)等的聚合物。做為在藍綠色至綠色的波長區域(大於或等於470nm且低於540nm)具有發光光譜的峰的材料,較佳使用蒽衍生物,因為它可獲得效率高的發光。例如,2-位置由胺基取代的蒽衍生物由於可以獲得高效率的綠色發光,所以為較佳。例如,其中較佳使用N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱:2PCAPA),因為它的壽命尤其長。另外,也可以通過將這些發光物質(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中而構成發光層。做為在此情況下的主體材料,較佳使用蒽衍生物,其中上述的CzPA電化學穩定,所以是較佳的。另外,在組合藍色發光和綠色發光來製造藍色至綠色的波長區域具有兩個峰的發光元件的情況下,若使用CzPA之類的電子傳輸性蒽衍生物做為藍色發光層的主體並且使用NPB之類的電洞傳輸性芳香胺化合物做為綠色發光層,則可以在藍色發光層和綠色發光層的介面獲得發光,因此是較佳的。換言之,在此情況下,對於如2PCAPA之的綠色發光材料的主體材料,較佳使用如NPB之類的芳香胺化合物。
應注意,上述發光物質的發光顏色有時可隨主體材料或元件結構而稍有變化。
與實施方式2所示的發光元件相比,具有上述結構的白色發光元件不容易產生起因於電壓的變化或電流密度的變化的發光顏色的變化。例如,即使在因為隨時間劣化而第四發光層222B的發光亮度變化時,相對於疊層型發光元件整體的發光亮度的第四發光層222B的貢獻也是約1/4左右,因而色度的變化較小。
另外,本實施方式所示的疊層型發光元件可以通過串聯層疊僅具有一個峰的發光元件來減少要層疊的發光元件數量。由此,由於可以抑制由於層疊發光元件而產生的驅動電壓的上升,所以本實施方式所示的疊層型發光元件為有利的。另外,本實施方式所示的疊層型發光元件由於可以獲得相對於給定電流密度J所得第一發光元件的亮度和第二發光元件的亮度二者的合計亮度,所以可獲得之相對於電流的亮度(亦即,電流效率)也高。
另外,圖2A和2B所示的發光元件中,較佳將呈現比第二發光層212B更長波長的發光光譜的第一發光層212A置於遠離反光性電極之處,以便可以抑制光干涉。另外,較佳將呈現比第四發光層222B更長波長的發光光譜的第三發光層222A置於遠離反光性電極之處,以便可以抑制光干涉。
應注意,在圖2A和2B中,第二陰極223為反光性電極,並通過第一陽極及基板200來取出所發射的光。由此,較佳考慮如光干涉等來調節第四發光層222B、第三發光層222A、第二陽極221、第二發光層212B、以及第一發光層212A等的厚度。
另外,雖然在圖2A的說明中示出了將反光性電極用於第二陰極223的例子,但是也可以採用將透光性電極用於第二陰極223並在第二陰極上方形成反光性膜的結構。在此情況下,較佳考慮如光干涉等來調節第二陰極223、第四發光層222B、第三發光層222A、第二陽極221、第二發光層212B、以及第一發光層212A等的厚度。反光性電極較佳使用電阻低的材料,如包含鋁(Al)、銀(Ag)等的導電性材料,因為可以降低發光元件的耗電量。
另外,在上述說明中雖然採用了將反光性電極用於第二陰極223並通過第一陽極211及基板200而取光的結構,但是本發明不限於該結構。例如,也可以採用如下結構:在基板上形成第二發光元件220,在其上形成第一發光元件210,第二陽極221為反光性電極,第二陰極223、第一陽極211、以及第一陰極213為透光性電極,在與圖2A所示的方向相反的方向上取光。另外,也可以採用如下結構:第二陽極221不為反光性電極而是透光性電極,並將反光性膜提供於該第二陽極下方。
另外,在圖2A和2B中雖然示出了在基板側提供陽極的結構,但也可以採用在基板側提供陰極的結構。
再者,也可以通過調節各個疊層的膜厚而刻意地使光稍微干涉,抑制突出的尖銳峰產生而獲得梯形的發光光譜,以使光接近於具有連續光譜的自然光。另外,也可以通過調節各個疊層的膜厚而刻意地使光稍微干涉,來改變發光光譜的峰的位置。通過調節各個疊層的膜厚以使在發光光譜中出現的多個峰的強度大致相同,並且通過縮短各個峰的間隔,可以獲得具有近於梯形的發光光譜的白色發光。
通過應用本發明,可以通過調節各個層的膜厚或各個層的材料並利用光的干涉來獲得發出具有連續的光譜且近於自然光的白色光的發光元件。由此,本發明的發光元件可以較佳用作照明裝置。
應注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式4
本實施方式中,使用圖3A和3B說明本發明發光元件的結構的一個例子。
圖3A和3B中,在基板300上層疊有第一發光元件310和第二發光元件320。第一發光元件310和第二發光元件320串聯連接。第一發光元件310具有與實施方式2所示的發光元件相同的結構,其中在第一陽極311和第一陰極313之間具有第一發光層312A及第二發光層312B。另外,第二發光元件320在第二陽極321和第二陰極323之間具有第三發光層322。另外,圖3A和3B中,第一陽極311為具有透光性的電極,而第二陰極323為具有反光性的電極。
基板300可類似於實施方式2及實施方式3所示基板。
第一陽極311、第一陰極313、第二陽極321、以及第二陰極323也可類似於實施方式2及實施方式3所示電極。
另外,第一發光元件310具有包含實施方式1所示的蒽衍生物的第二發光層312B和包含呈現與第二發光層312B不同的發光顏色的發光物質的第一發光層312A。另外,第一發光層312A和第二發光層312B也可以反順序層疊。
另外,第二發光元件320具有第三發光層322。第三發光層322呈現與第一發光層312A及第二發光層312B不同的發光顏色。
於上述發光元件中,若對第一陽極311側施加正偏壓且對第二陰極323側施加負偏壓,則可以獲得來自第一發光元件的發光和來自第二發光元件的發光雙方。來自第一發光元件的發光具有第一發光光譜330。第一發光光譜330至少具有兩個峰。另外,來自第二發光元件的發光具有第二發光光譜340。第二發光光譜340至少具有一個峰。
本實施方式中,第一發光光譜330所具有的兩個峰和第二發光光譜340所具有的一個峰較佳位於不同的位置。換言之,第一發光光譜的峰和第二發光光譜的峰較佳位於互不重疊的位置。通過採用這種結構,可以獲得具有寬的光譜的發光。
尤其是,該些峰較佳位於大於或等於400nm且低於500nm的波長區域、大於或等於500nm且低於600nm的波長區域、大於或等於600nm且低於700nm的波長區域。通過這種結構,可以在整個可見光區域獲得具有寬的光譜的白色發光。具有這種結構的發光元件有優越的顯色性,而適合於照明用具。
再者,第一發光層312A、第二發光層312B、以及第三發光層322較佳分別呈現綠色發光、藍色發光、以及紅色發光。通過採用這種結構,此疊層型發光元件可以獲得白色發光。
實施方式1所示的蒽衍生物呈現藍色至黃綠色的發光。由此,例如,通過組合實施方式1所示的蒽衍生物中的呈現藍色發光的蒽衍生物、呈現綠色發光的發光物質、呈現紅色發光的發光物質,而可以獲得白色發光元件。另外,通過組合呈現藍色發光的發光物質、呈現綠色發光的蒽衍生物、和呈現紅色發光的發光物質,而可以獲得白色發光元件。
實施方式1所示的具有高發光效率且長壽命之蒽衍生物較佳用於三個發光層中的兩個發光層。然而,本實施方式所示的發光元件不限於此結構。任一實施方式1所示的蒽衍生物可包含於三個發光層中的至少一層。
另外,在將實施方式1所示的蒽衍生物以外的發光物質用於發光層的情況下,可以使用各種發光物質。例如,可以使用螢光材料或磷光材料。
例如,做為在大於或等於600nm且低於700nm的波長區域具有發光峰的材料,可以使用實施方式2所示的任一材料。
另外,做為在大於或等於500nm且低於600nm的波長區域具有發光光譜的峰的材料,可以使用紅熒烯、(2-{2-[4-(二甲基胺基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-哌喃-4-亞基)丙二腈(簡稱:DCM1)、{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:DCM2)、雙[2-(2-噻吩基)吡啶]乙醯丙酮銥(簡稱:Ir(thp)2 (acac))、雙(2-苯基喹啉)乙醯丙酮銥(簡稱:Ir(pq)2 (acac))等。另外,可以使用雙[2-苯基吡啶-N,C2' ]乙醯丙酮銥(簡稱:Ir(ppy)2 (acac))、三(2-苯基吡啶-N,C2' )銥(簡稱:Ir(ppy)3 )等。尤其是,較佳使用紅熒烯之類的稠四苯衍生物,因為它具有高效率且在化學上很穩定。另外,尤其是N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱:2PCAPA),因為它具有長壽命,所以較佳。另外,也可以通過將這些發光物質(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中來構成發光層。做為在此情況下的主體材料,較佳使用4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)或4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA)等的芳香胺化合物。另外,較佳使用蒽衍生物,其中較佳使用以上所述的CzPA,因為它電化學穩定。此外,也可以使用聚(2,5-二烷氧基-1,4-對伸苯基伸乙烯基)等的聚合物。
另外,做為在400nm以上且低於500nm的波長區域具有發光光譜的峰的材料,可以使用實施方式1所示的任一蒽衍生物。
與實施方式2所示的發光元件相比,具有上述結構的白色發光元件不容易產生起因於電壓變化或電流密度變化的發光顏色的變化。例如,即使在因為隨時間退化而第一發光層312A的發光亮度變化時,對於疊層型發光元件整體的發光亮度的第一發光層312A的貢獻也是約1/3左右,因而色度的變化較小。
另外,具有上述結構的白色發光元件分別在紅色波長區域、綠色波長區域、以及藍色波長區域具有峰,因此可以適合用於使用彩色濾光片的全彩顯示器。
另外,本實施方式所示的發光元件包含實施方式1所示的任一蒽衍生物。實施方式1所示的蒽衍生物呈現在藍綠色至黃綠色的波長區域具有峰的發光光譜,可以獲得高效率的發光。由此,通過使用實施方式1所示的任一蒽衍生物,可以獲得發光效率高的發光元件。另外,實施方式1所示的蒽衍生物對於重複的氧化還原反應來說為穩定,並且電化學穩定。由此,通過使用實施方式1所示的蒽衍生物,可以獲得不容易劣化且長壽命的發光元件。
另外,本實施方式所示的疊層型發光元件可以通過串聯層疊各僅具有一個峰的發光元件來減少要層疊的發光元件數量。由此,由於可以抑制因層疊發光元件而產生的驅動電壓的上升,所以本實施方式所示的疊層型發光元件為有利。另外,本實施方式所示的疊層型發光元件由於可以獲得相對於給定電流密度J所得第一發光元件的亮度和第二發光元件的亮度二者的合計亮度,所以可獲得之相對於電流的亮度(亦即,電流效率)也高。
另外,在圖3A和3B中較佳採用如下結構:通過將呈現比第二發光層312B更長波長的發光光譜的第一發光層312A置於遠離反光性電極之處,以便可以抑制光干涉。
應注意,在圖3A和3B中,第二陰極323為反光性電極,並通過第一陽極及基板300來取出光。由此,較佳考慮如光干涉等來調節第三發光層322、第二陽極321、第二發光層312B、以及第一發光層疊312A等的厚度。
另外,雖然在圖3A中示出了將反光性電極用於第二陰極323的例子,但是也可以採用將透光性電極用於第二陰極323並在該第二陰極上方形成反光性膜的結構。在此情況下,較佳考慮如光干涉等來調節第二陰極323、第三發光層322、第二陽極321、第二發光層312B、以及第一發光層312A等的厚度。反光性電極較佳使用電阻低的材料,如包含鋁(Al)、銀(Ag)等的導電性材料,因為可以降低發光元件的耗電量。
另外,在圖3A和3B中雖然採用了將反光性電極用於第二陰極323並使光通過第一陽極311及基板300而取光的結構,但是本發明不限於該結構。例如,也可以採用如下結構:在基板上形成第二發光元件320,在其上形成第一發光元件310,第二陽極321為反光性電極,第二陰極323、第一陽極311、以及第一陰極313為透光性電極,在與圖3A所示的方向相反的方向上取光。另外,也可以採用如下結構:第二陽極321不為反光性電極而是透光性電極,並將反光性膜提供於該第二陽極下方。
另外,在圖3A和3B中雖然示出了在基板側提供陽極的結構,但也可以採用在基板側提供陰極的結構。
再者,也可以通過調節各個疊層的膜厚而刻意地使光稍微干涉,抑制突出的尖銳峰產生而獲得梯形的發光光譜,以使光接近於具有連續光譜的自然光。另外,也可以通過調節各個疊層的膜厚而刻意地使光稍微干涉,來改變發光光譜的峰的位置。通過調節各個疊層的膜厚以使在發光光譜中出現的多個峰的強度大致相同,並且通過縮短各個峰的間隔,可以獲得具有近於梯形的發光光譜的白色發光。
另外,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式5
在本實施方式中說明可以用於在圖1A、圖2A及圖3A中所示的第一發光元件及第二發光元件的材料和元件結構。
圖1A、圖2A及圖3A中,也可以在第一陽極和第一發光層之間插入電洞注入層及/或電洞傳輸層。另外,圖1A、圖2A及圖3A中,也可以在第一陰極和第二發光層之間插入電子注入層及/或電子傳輸層。圖4A和4B各示出一種發光元件,該發光元件具有在第一陽極511和第一發光層512A之間插入電洞注入層551及電洞傳輸層552且在第一陰極513和第二發光層512B之間插入電子傳輸層553及電子注入層554的結構。
另外,圖4A中示出了在基板500側提供第一陽極511的結構,但也可以如圖4B所示般在基板500側提供第一陰極513。在此情況下,電洞注入層551、電洞傳輸層552、電子傳輸層553、電子注入層554以與圖4A所示的結構相反的順序層疊。
另外,圖2A中,也可以與第一發光元件類似地在第二陽極和第三發光層之間插入電洞注入層及/或電洞傳輸層。另外,圖2A中,也可以在第二陰極和第四發光層之間插入電子注入層及/或電子傳輸層。
另外,圖3A中,也可以與第一發光元件類似地在第二陽極和第三發光層之間插入電洞注入層及/或電洞傳輸層。另外,圖3A中,也可以在第二陰極和第三發光層之間插入電子注入層及/或電子傳輸層。
應注意,電洞注入層是具有從陽極接受電洞的功能的層,電洞傳輸層是具有將電洞供給到發光層的功能的層。另外,電子注入層是具有從陰極接受電子的功能的層,電子傳輸層是具有將電子供給到發光層的功能的層。
將具體舉出可用於這些各個層的材料的例子。然而,可應用於本發明的材料不限於這些。
電洞注入層是包含具有高電洞注入性的物質的層。做為具有高電洞注入性的物質,可以使用氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化鎢、氧化錳等。此外,也可以使用諸如酞菁(簡稱:H2 Pc)或銅酞菁(CuPc)的酞菁類化合物、或諸如聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等高分子等來形成電洞注入層。
另外,做為電洞注入層,可以使用在具有高電洞傳輸性的物質中包含接受體物質而成的複合材料。注意,使用此類在具有高電洞傳輸性的物質中包含接受體物質而成的複合材料時,可以不用顧及功函數而選擇用來形成電極的材料。換句話說,除了功函數大的材料,也可使用功函數小的材料做為陽極。做為接受體物質,可舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱;F4 -TCNQ)、氯醌等。另外,可舉出過渡金屬氧化物。另外,可舉出屬於元素週期表第4至8族的金屬的氧化物。具體地,氧化釩,氧化鈮,氧化鉭,氧化鉻,氧化鉬,氧化鎢,氧化錳,和氧化錸是較佳的,因為其電子接受性高。其中,氧化鉬為特佳的,因其在大氣中穩定、吸濕性低、容易處理。
做為用於複合材料的具有高電洞傳輸性的物質,可以使用各種化合物,例如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烴和高分子化合物(例如,低聚物、樹枝狀聚合物、或聚合物)。注意,做為用於複合材料的具有高電洞傳輸性的物質,較佳使用具有10-6 cm2 /(V‧s)或以上的電洞遷移率的物質。然而,還可以使用除這些之外的物質,只要其電洞傳輸性高於其電子傳輸性。下面具體舉出可用於複合材料的具有高電洞傳輸性的物質。
例如,做為可用於複合材料的芳香胺化合物,可以使用 4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(簡稱:TPD)、4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱:TDATA)、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱:MTDATA)、4,4'-雙[N-(螺-9,9'-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]-1,1'-聯苯(簡稱:BSPB)等。另外,可以舉出N,N'-雙(4-甲基苯基)(對甲苯基)-N,N'-二苯基-對苯二胺(簡稱:DTDPPA)、4,4'-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:DPAB)、4,4'-雙(N-{4-[N'-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-N-苯基胺基)聯苯(簡稱:DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(簡稱:DPA3B)等。
做為可以用於複合材料的咔唑衍生物,可以具體舉出3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCZPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCZPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCNl)等。
另外,做為可以用於複合材料的咔唑衍生物,也可以使用4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱:CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱:TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CzPA)、1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。
另外,做為可以用於複合材料的芳烴,例如可以舉出2-第三丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱:t-BuDNA)、2-第三丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(簡稱:DPPA)、2-第三丁基-9,10-雙(4-苯基苯基)蒽(簡稱:t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱:DNA)、9,10-二苯基蒽(簡稱:DPAnth)、2-第三丁基蒽(簡稱:t-BuAnth)、9,10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(簡稱:DMNA)、9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]-2-第三丁基-蒽、9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9'-聯蒽、10,10'-二苯基-9,9'-聯蒽、10,10'-雙(2-苯基苯基)-9,9'-聯蒽、10,10'-雙[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9'-聯蒽、蒽、稠四苯、紅熒烯、苝、2,5,8,11-四(第三丁基)苝等。此外,也可使用稠五苯、蔻等。如上所述,更較佳使用具有1×10-6 cm2 /(V.s)以上的電洞遷移率且碳原子數為14至42的芳烴。
應注意,可以用於複合材料的芳烴也可以具有乙烯基骨架。做為具有乙烯基的芳烴,例如可以舉出4,4'-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(簡稱:DPVBi)、9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(簡稱:DPVPA)等。
另外,做為電洞注入層,還可以使用高分子化合物(低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等)。例如,可以舉出如聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱:PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基胺基)苯基]苯基-N'-苯基胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱:PTPDMA)、聚[N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺](簡稱:聚-TPD)等。另外,可以使用添加了聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等的高分子化合物。
另外,也可以使用上述PVK、PVTPA、PTPDMA、聚-TPD等的高分子化合物和上述接受體物質形成複合材料,並用作電洞注入層。
電洞傳輸層是包含具有高電洞傳輸性的物質的層。做為具有高電洞傳輸性的物質,例如可以使用4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB或α-NPD)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(簡稱:TPD)、4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱:TDATA)、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯基胺(簡稱:MTDATA)、4,4'-雙[N-(螺-9,9'-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]-1,1'-聯苯(簡稱:BSPB)等芳香胺化合物等。這裏所述的物質主要是具有10-6 cm2 /(V‧s)或以上的電洞遷移率的物質。但是,可以使用除這些之外的任何物質,只要其電洞傳輸性高於電子傳輸性。應注意,包含具有高電洞傳輸性的物質的層不限於單層,也可以將兩層或以上的由上述物質形成層疊。
另外,做為電洞傳輸層,還可以使用PVK、PVTPA、PTPDMA、聚-TPD等的高分子化合物。
電子傳輸層是包含具有高電子傳輸性的物質的層。例如,可以使用具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬錯合物等,如三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Almq3 )、雙(10-羥基苯并[h]喹啉)鈹(簡稱:BeBq2 )、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(簡稱:BAlq)等。除這些之外,還可以使用具有唑類或噻唑類配位子的金屬錯合物等,如雙[2-(2-羥基苯基)苯并唑]鋅(簡稱:Zn(BOX)2 )、雙[2-(2-羥基苯基)苯并噻唑]鋅(簡稱:Zn(BTZ)2 )等。另外,除金屬錯合物之外,也可使用2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-二唑(簡稱:PBD)、1,3-雙[5-(對第三丁基苯基)-1,3,4-二唑-2-基]苯(簡稱:OXD-7)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱:TAZ)、紅菲繞啉(簡稱:BPhen)、浴銅靈(簡稱:BCP)等。這裏所述的物質主要是具有10-6 cm2 /(V‧s)或以上的電子遷移率的物質。另外,,可以使用除這些之外的任何物質,只要其電子傳輸性高於電洞傳輸性。此外,電子傳輸層不限於單層,也可以將兩層或以上的由上述物質形成層疊。
另外,做為電子傳輸層,可以使用高分子化合物。例如,可以使用聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-共聚-(吡啶-3,5-二基)](簡稱:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共聚-(2,2'-聯吡啶-6,6'-二基)](簡稱:PF-BPy)等。
另外,也可以提供電子注入層。做為電子注入層,可以使用如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2 )等鹼金屬化合物或鹼土金屬化合物。此外,也可以使用具有電子傳輸性的物質和鹼金屬或鹼土金屬組合而得的層。例如,可以使用在A1q中包含鎂(Mg)的層。另外,做為電子注入層使用具有電子傳輸性的物質和鹼金屬或鹼土金屬組合而得的層是更為較佳的,因為電子可以高效地從陰極注入。
應注意,當製造以上所述的本發明的發光元件之際,對於發光元件中的各個層的疊層法沒有限制。只要可以層疊,就可以使用各種方法,而不論是乾式法或濕式法。另外,也可以使用不同的成膜方法形成各個電極或各個層。做為乾式法,可以舉出真空蒸鍍法或濺射法等。另外,做為濕式法,可以舉出噴墨法或旋塗法等。
例如,也可以使用上述的材料中的高分子化合物以濕式法形成EL層。或者,也可以使用低分子有機化合物以濕式法形成。另外,也可以使用低分子有機化合物以真空蒸鍍法等乾式法形成EL層。
另外,電極可以通過使用溶膠-凝膠法以濕式法形成,或者使用金屬材料膏以濕式法形成。此外,也可以通過乾式法諸如濺射法或真空蒸鍍法等來形成。
另外,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式6
本實施方式中,說明應用本發明製造的發光裝置。本實施方式中,使用圖5至圖7、圖8A、圖8B、圖9A與圖9B說明做為顯示裝置的被動矩陣型的發光裝置。圖5為示出顯示裝置的的主要部分的概略結構圖。
在基板410上設置有第一電極416和在與該電極交叉的方向上延伸的第二電極418。至少在第一電極416和第二電極418的交叉部形成類似於實施方式2至5所說明的發光元件。在圖5所示的顯示裝置中配置有多個第一電極416和第二電極418,使將成為像素(pixel)的發光元件排列成矩陣狀,以形成顯示部414。該顯示部414中,通過控制第一電極416和第二電極418的電位以控制各個發光元件的發光及不發光,顯示部414因而可以顯示動像及靜像。
這種顯示裝置通過將顯示圖像的信號(亦稱為視頻信號)分別施加到在基板410的一個方向上延伸設置的第一電極416和與它交叉的第二電極418,而選擇各發光元件的發光及不發光。換句話說,該顯示裝置為被動矩陣型的顯示裝置,其中只使用由外部電路供給的信號而進行像素的驅動。由於這種顯示裝置的結構簡單,所以即使該裝置被大面積化,也可以容易製造。
此外,對向基板412可視需要設置,當按照顯示部414的位置而設置時,其可以做為保護構件。對於該對向基板412,即使不是片狀的硬材,也可以使用樹脂薄膜或樹脂材料代替。第一電極416及第二電極418引出到基板410的端部,形成與外部電路連接的端子。即,第一電極416及第二電極418在基板410的端部與撓性線路板420、422接觸。外部電路除了包括控制視頻信號的控制電路以外,還包括電源電路和調諧電路等。
圖6為示出顯示部414的結構的部分放大圖。在形成在基板410上的第一電極416的一側端部形成有隔壁層(partition layer)424。而且,至少在第一電極416的露出面上形成有EL層426。
EL層形成在發光元件的一對電極之間。EL層既可以是實施方式2所示的具有兩層發光層的結構,又可以是實施方式3所示的具有四層發光層的結構。另外,也可以是實施方式4所示的具有三層發光層的結構。多個發光層中的一層包含實施方式1所示的蒽衍生物。另外,也可以是實施方式5所示那樣除了發光層以外,還提供各種功能層。應注意,做為構成EL層的其他材料,可以使用低分子化合物、低聚物、樹枝狀聚合物、高分子化合物等的各種材料。
第二電極418形成在EL層426上。由於第二電極418與第一電極416交叉,所以其亦延伸在隔壁層424上。隔壁層424由絕緣材料形成,以防止第一電極416和第二電極418之間發生短路。為了不使隔壁層424覆蓋第一電極416的端部的部位的臺階高差陡峭,使隔壁層424的一側端部具有梯度,將它形成為所謂的斜面(tapered)形狀。通過將隔壁層424形成為這種形狀,可以提高EL層426和第二電極418的覆蓋度,並且可以消除裂紋或斷裂等的缺陷。
圖7是顯示部414的俯視圖,其示出第一電極416、第二電極418、隔壁層424、EL層426的佈置。當由氧化銦錫或氧化鋅等氧化物之透明導電膜形成第二電極418時,為了減少電阻損失較佳設置輔助電極428。在此情況下,輔助電極428較佳由鈦、鎢、鉻或鉭等高熔點金屬或者組合高熔點金屬和低電阻金屬如鋁或銀等來形成。
圖7中沿著線A-B及線C-D的截面圖示於圖8A和8B。圖8A為第一電極416排列的截面圖,圖8B為第二電極418排列的截面圖。在第一電極416和第二電極418的交叉部形成EL層426,在該些部位形成發光元件。圖8B所示的輔助電極428位於隔壁層424上,並且與第二電極418接觸。通過將輔助電極428設置在隔壁層424上,不會遮蔽形成在第一電極416和第二電極418的交叉部上的發光元件的光,從而可以有效地利用發出的光。另外,可以防止輔助電極428與第一電極416短路。
圖8A和8B各表示將顏色轉換層430配置於對向基板412的一個例子。顏色轉換層430是為了改變EL層426發出的光的波長,而改變發光的顏色。在此情況下,在EL層426發出的光較佳為能量高的藍色或紫外光。如果配置用於轉變為紅色、綠色、藍色的層做為顏色轉換層430,則可以得到含可進行全彩顯示的發光裝置的顯示裝置。此外,還可以將顏色轉換層430換為著色層(彩色濾光片)來得到可進行全彩顯示的發光裝置。在此情況下,將EL層426做成發出白色光。另外,在取出光側可設置顏色轉換層或彩色濾光片。在通過基板410取出光的情況下,可在基板410側設置顏色轉換層或彩色濾光片。另外,也可以不提供顏色轉換層或彩色濾光片而形成單色顯示裝置。
另外,可以在整個表面上形成包括發出相同顏色的光的發光層的EL層而提供單色發光元件,並且還可以製造能夠進行單色顯示的發光裝置或能夠進行局部彩色顯示的發光裝置。
若適當地,可提供填充劑432,以固定基板410和對向基板412。
上述說明中,若將鋁、鈦或鉭等用為第一電極416,並將氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅或氧化鋅用為第二電極418,則可以做出在對向基板412側形成顯示部414的顯示裝置。若將氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅或氧化鋅用作第一電極416,並將鋁、鈦或鉭等用作第二電極418,則可以做出在基板410側形成顯示部414的顯示裝置。此外,若第一電極416和第二電極418都由具有透光性的電極形成,則可以做出雙面顯示型顯示裝置。
另外,圖9A和9B示出顯示部414的另一個結構。圖9A是示出發光裝置的立體圖,圖9B是沿X-Y線切割圖9A的截面圖。圖9A和9B的結構中,絕緣層953覆蓋第一電極952的端部。而且,在絕緣層953上設置有隔壁層954。隔壁層954的側壁具有坡度,所以越接近基板951表面時,一方側壁和另一方側壁的間隔越小。也就是說,隔壁層954的短邊方向的截面為梯形,其底邊(與絕緣層953表面平行且與絕緣層953接觸的一邊)比上邊(與絕緣層953表面平行且與絕緣層953不接觸的一邊)短。通過像這樣設置隔壁層954,可以使用隔壁層954自對準地形成EL層955及第二電極956。
另外,如果需要,可以在光取出面上設置諸如偏振片、圓偏振片(包括橢圓偏振片)、相位差板(λ/4板或λ/2板)或彩色濾光片等的光學膜。另外,也可以在偏振片或圓偏振片上設置防反射膜。例如,可以實施抗眩光處理,該處理是利用形成表面的不規則來擴散反射光而降低眩光。
另外,雖然在圖5示出了在基板上沒有提供驅動電路的例子,但本發明不限於此例子,也可以在基板上安裝具有驅動電路的IC晶片。
在安裝IC晶片的情況下,利用COG方式在像素部的周圍(外側)區域中分別安裝資料線側IC和掃描線側IC,該資料線側IC和掃描線側IC形成有用來將各個信號傳送到像素部的驅動電路。做為COG接合方式以外的安裝技術,還可以採用TCP或引線接合方式。TCP是一種安裝有IC的TAB帶,將該TAB帶與元件形成基板上的佈線相連來安裝IC。資料線側IC及掃描線側IC各可以使用矽基板形成,也可以使用玻璃基板、石英基板、或塑膠基板(上有包括TFT的驅動電路)形成。另外,既可以在單側上提供一個IC,又可以在單側上提供多個IC。
可以通過上述方法獲得應用本發明的被動矩陣型發光裝置。
由於本發明的發光裝置使用實施方式1所示的蒽衍生物,因此可以獲得具有優異特性的發光裝置。具體而言,可以獲得發光效率高且低耗電量的發光裝置。
此外,由於實施方式1所示的蒽衍生物電化學穩定,因此可以獲得壽命長的發光裝置。
本實施方式所示的發光裝置中,通過使用彩色濾光片可以獲得可進行全彩顯示的發光裝置。
應注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式7
本實施方式中,說明應用本發明製造的發光裝置。本實施方式中,使用圖10A和10B說明主動矩陣型發光裝置。
圖10A是發光裝置的俯視圖,圖10B是沿A-A'及B-B'切斷圖10A而得到的截面圖。該發光裝置包括由虛線表示的驅動電路部(源極側驅動電路)601、像素部602、驅動電路部(閘極側驅動電路)603以控制發光元件的發光。此外,604表示密封基板,605表示密封劑,由密封劑605圍繞的內側形成空間607。
另外,引繞佈線608是用來傳送輸入到源極側驅動電路601及閘極側驅動電路603的信號的佈線,從做為外部輸入端子的FPC(撓性印刷電路)609接收視頻信號、時鐘信號、起始信號、重置信號等。另外,雖然這裏僅示出了FPC,但該FPC也可以安裝有印刷線路板(PWB)。本說明書中的發光裝置除了發光裝置主體以外,還包括安裝有FPC或PWB的發光裝置。
接下來,使用圖10B說明截面結構。在元件基板610上形成有驅動電路部及像素部,但這裏示出了做為驅動電路部的源極側驅動電路601和像素部602中的單個像素。
應注意,源極側驅動電路601由組合了N溝道型TFT 623和P溝道型TFT 624的CMOS電路所形成。此外,驅動電路也可以使用各種CMOS電路、PMOS電路或者NMOS電路來形成。此外,雖然在本實施方式中示出了在基板上形成驅動電路的驅動器一體型,但是這不是必須的,也可以將驅動電路形成在基板外部。
應注意,TFT的結構沒有特別限制。可以是交錯型的TFT或反交錯型的TFT。而且,對於用於TFT的半導體膜的結晶性也沒有特別限制。可以使用非晶半導體膜,也可以使用晶體半導體膜。另外,也可以使用單晶半導體膜。單晶半導體膜可以通過智慧剝離(Smart Cut,為註冊商標)法等來製造。
此外,像素部602包括多個像素,各像素包含開關用TFT 611、電流控制用TFT 612、電連接到該電流控制用TFT 612的佈線(源電極或汲電極)的第一電極613。應注意,形成有絕緣物614以覆蓋第一電極613的端部。這裏,通過使用正型感光性丙烯酸系樹脂膜來形成絕緣物614。
此外,為了獲得良好的覆蓋度,較佳在絕緣物614的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如,在使用正型感光性丙烯酸系樹脂做為絕緣物614的材料的情況下,較佳只有絕緣物614的上端部分具有曲率半徑在0.2μm到3μm的曲面。此外,做為絕緣物614,可以使用通過照射光而對蝕刻劑呈不溶解性的負型感光性材料及通過照射光而對蝕刻劑呈溶解性的正型感光性材料中的任一種。另外,做為絕緣物614,不限於使用有機化合物,也可以使用如氧化矽、氧氮化矽等的無機化合物。
在第一電極613上形成有EL層616及第二電極617。
第一電極613用做為陽極。做為用於第一電極613的材料,較佳使用功函數大的材料。例如,ITO膜、含有矽的氧化銦錫膜、含2至20wt%氧化鋅的氧化銦膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、鋅膜、鉑膜等的單層膜。此外,還可以使用氮化鈦膜和以鋁為主要成分的膜的疊層;以及氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜和氮化鈦膜的三層結構等。另外,當採用疊層結構時,佈線的電阻低,可以實現良好的歐姆接觸,並且可以使疊層結構做為陽極。
EL層616形成在一對電極之間。既可以採用實施方式2所示那樣具有兩層發光層的結構,又可以採用實施方式3所示那樣具有四層發光層的結構。另外,也可以採用實施方式4所示那樣具有三層發光層的結構。多個發光層中的一個層包含實施方式1所示的蒽衍生物。另外,除了發光層以外,也可以如實施方式5所示那樣提供各種功能層。另外,做為構成EL層的其他材料,可以使用低分子化合物、低聚物、樹狀聚合物或高分子化合物等各種材料。
第二電極617用作陰極。做為用於第二電極617的材料,較佳使用功函數小的材料(Al、Mg、Li、Ca或它們的合金或化合物,如MgAg、MgIn、AlLi、LiF或CaF2 )。另外,當EL層616產生的光經由第二電極617透過時,第二電極617較佳使用厚度小的金屬薄膜和透明導電膜(ITO、包含2至20wt%氧化鋅的氧化銦、包含矽或氧化矽的氧化銦錫、氧化鋅(ZnO)等)的疊層。
另外,雖然在圖10B所示的截面圖中僅示出一個發光元件618,但像素部602中,以矩陣形狀設置有多個發光元件。在像素部602中選擇性地分別形成可獲得三種(R、G、B)發光的發光元件,來形成能夠進行全彩顯示的發光裝置。另外,也可以在整個表面上形成發出相同顏色的光的發光元件,從而製造能夠進行單色顯示的發光裝置或能夠進行局部彩色顯示的發光裝置。另外,也可以形成能夠發出白色光的發光裝置並且將其與彩色濾光片組合,而做出能夠進行全彩顯示的發光裝置。
再者,通過用密封劑605將密封基板604和元件基板610貼合起來,獲得在由元件基板610、密封基板604以及密封劑605圍繞的空間607中具有發光元件618的結構。另外,在空間607中填充有填充劑。有空間607由惰性氣體(氮或氬等)填充的情況或空間607由密封劑605填充的情況。
另外,密封劑605較佳由環氧類樹脂所成。此外,難以透過水分、氧的材料為較佳材料。此外,做為用於密封基板604的材料,除了玻璃基板、石英基板以外,還可以使用由FRP(玻璃纖維強化塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸系等構成的塑膠基板。
如上所述,可以獲得應用本發明的主動矩陣型的發光裝置。
由於本發明的發光裝置使用實施方式1所示的蒽衍生物,因此可以獲得具有優異特性的發光裝置。具體而言,可以獲得發光效率高且低耗電量的發光裝置。
此外,由於實施方式1所示的蒽衍生物電化學穩定,因此可以獲得壽命長的發光裝置。
本實施方式所示的發光裝置,通過使用彩色濾光片,可以進行全彩顯示。
實施方式8
本實施方式中說明本發明的電子用具,其中在一部分包括實施方式6及7所示的任一發光裝置。本發明的電子用具包含實施方式1所示的任一蒽衍生物,並且具有發光效率高的顯示部。本發明的電子用具亦具有耗電量低的顯示部。另外,本發明的電子用具還具有長壽命的顯示部。
做為具有本發明的發光元件的電子用具,可以舉出視訊攝影機、數位攝影機等攝影機、護目鏡型顯示器、導航系統、聲音再現裝置(例如,汽車音響、音響等)、電腦、遊戲機、可攜式資訊終端(例如,移動式電腦、行動電話、可攜式遊戲機、電子圖書等)、具有記錄介質的圖像再現裝置(可再現數位通用光碟(DVD)等記錄介質且具有可以顯示其圖像的顯示裝置的裝置)等。這些電子用具的具體例子示於圖11A至11D。
圖11A是本發明的電視裝置,包括框體9101、支撐台9102、顯示部9103、揚聲器部9104、視頻輸入端子9105等。該電視裝置中,顯示部9103通過將與實施方式1至5中所說明發光元件類似的發光元件排列成矩陣狀而構成。該發光元件具有發光效率高且壽命長的特徵。由該發光元件構成的顯示部9103也具有同樣的特徵。因此所述電視裝置的畫質很少劣化且實現了低耗電量。由於這種特徵,在電視裝置中可以大幅地削減或縮小劣化補償功能電路和電源電路,因此可以實現框體9101和支撐台9102的小型輕量化。由於本發明的電視裝置實現了低耗電量、高畫質以及小型輕量化,因此可以提供適合於居住環境的產品。
圖11B是本發明的電腦,包括主體9201、框體9202、顯示部9203、鍵盤9204、外部連接埠9205、指向裝置9206等。該電腦中,顯示部9203通過將與實施方式1至5中所說明發光元件類似的發光元件排列成矩陣狀而構成。該發光元件具有發光效率高且壽命長的特徵。由該發光元件構成的顯示部9203也具有同樣的特徵,因此所述電腦的畫質很少劣化且實現了低耗電量。由於這種特徵,在電腦中可以大幅地削減或縮小劣化補償功能電路和電源電路,因此可以實現主體9201和框體9202的小型輕量化。由於本發明的電腦實現了低耗電量、高畫質以及小型輕量化,因此可以提供適合於環境的產品。
圖11C是本發明的行動電話,包括主體9401、框體9402、顯示部9403、聲音輸入部9404、聲音輸出部9405、操作鍵9406、外部連接埠9407、天線9408等。該行動電話中,顯示部9403通過將與實施方式1至5中所說明發光元件類似的發光元件排列成矩陣狀而構成。該發光元件具有發光效率高且壽命長的特徵。由該發光元件構成的顯示部9403也具有同樣的特徵,因此所述行動電話的畫質很少劣化且實現了低耗電量。由於這種特徵,在行動電話中可以大幅地削減或縮小劣化補償功能電路和電源電路,因此可以實現主體9401和框體9402的小型輕量化。由於本發明的行動電話實現了低耗電量、高畫質以及小型輕量化,因此可以提供適合於攜帶的產品。
圖11D是本發明的攝影機,包括主體9501、顯示部9502、框體9503、外部連接埠9504、遙控接收部9505、影像接收部9506、電池9507、聲音輸入部9508、操作鍵9509、目鏡部9510等。該攝影機中,顯示部9502通過將與實施方式1至5中所說明發光元件類似的發光元件排列成矩陣狀而構成。該發光元件具有發光效率高且壽命長的特徵。由該發光元件構成的顯示部9502也具有同樣的特徵,因此所述攝影機的畫質很少劣化且實現了低耗電量。由於這種特徵,在攝影機中可以大幅地削減或縮小劣化補償功能電路和電源電路,因此可以實現主體9501的小型輕量化。由於本發明的攝影機實現了低耗電量、高畫質以及小型輕量化,因此可以提供適合於攜帶的產品。
如上所述,本發明的發光裝置的適用範圍非常廣泛,因此可將該發光裝置用於各種領域的電子用具。通過使用本發明的發光元件,可以提供具有低耗電量的顯示部的電子用具。另外,可以提供具有壽命長的顯示部的電子用具。
此外,本發明的發光裝置也可以用作照明裝置。參照圖12對將本發明的發光裝置用作照明裝置的一種形態進行說明。
圖12是將本發明的發光裝置用作背光的液晶顯示裝置的一個例子。圖12所示的液晶顯示裝置包括框體901、液晶層902、背光903以及框體904,該液晶層902與驅動器IC 905連接。此外,背光903使用本發明的發光裝置,通過端子906供應電流。
通過將本發明的發光裝置用作液晶顯示裝置的背光,可以獲得發光效率高且耗電量低的背光。此外,本發明的發光裝置是面發光的照明裝置,可以具有大面積。因此可以將背光大面積化,所以可以實現具有大面積的液晶顯示裝置。另外,本發明的發光裝置由於是薄型的且耗電量低,因此也可以實現薄型且低耗電量的顯示裝置。此外,由於本發明的發光裝置具有長壽命,所以使用本發明發光裝置的液晶顯示裝置也具有長壽命。
圖13是將應用本發明的發光裝置用作做為照明裝置的檯燈的例子。圖13所示的檯燈包括框體2001和光源2002,且使用本發明的發光裝置做為光源2002。本發明的發光裝置具有高發光效率和長壽命,所以檯燈也具有高發光效率和長壽命。
圖14為將應用本發明的發光裝置用作室內照明裝置3001的例子。由於本發明的發光裝置可以具有大面積,所以本發明發光裝置可以用作大發光面積的照明裝置。此外,本發明的發光裝置由於是薄型的且耗電量低,因此可以用作薄型且低耗電量的照明裝置。所以,可以在將應用本發明的發光裝置用作室內照明裝置3001的房間內設置圖11A所說明的本發明的電視裝置3002,欣賞大眾廣播或電影。在此情況下,由於兩個裝置的耗電量都低,所以可以不用擔心電費,在明亮的房間欣賞扣人心弦的影像。
實施例1
本實施例中,具體說明可用於本發明且由結構式(101)表示的2-{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2DPAPPA)的合成方法。
[步驟1]2-溴-9,10-二苯基蒽的合成
(i)2-溴-9,10-蒽醌的合成
2-溴-9,10-蒽醌的合成圖解示於(C-1)。
將46g(0.20mol)溴化銅(Ⅱ)、500mL乙腈裝入到1升三頸燒瓶中,再加入17g(0.17mol)亞硝酸第三丁酯,將該混合物加熱到65℃。在該混合物中添加25g(0.11mol)2-胺基-9,10-蒽醌,在相同溫度下攪拌6個小時。反應後,將反應溶液倒入到500mL的3mo1/L的鹽酸中,將該懸浮液攪拌3個小時後,固體析出。抽濾回收該析出物,在進行抽濾的同時用水和乙醇洗滌。將殘留物溶於甲苯中,然後通過Florisil(矽酸鎂,日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)、Celite(矽藻土,日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)和礬土對該溶液進行抽濾獲得濾液。將獲得的濾液濃縮,獲得固體。用氯仿與己烷的混合溶劑將該固體再結晶後,以58%的產率獲得18.6g的2-溴-9,10-蒽醌的乳白色粉末狀固體。
(ii)2-溴-9,10-二苯基-9,10-二氫蒽-9,10-二醇的合成
2-溴-9,10-二苯基-9,10-二氫蒽-9,10-二醇的合成圖解示於(C-2)。
將4.9g(17mmol)2-溴-9,10-蒽醌裝入到300mL三頸燒瓶中,將燒瓶內進行氮氣置換,加入100mL四氫呋喃(THF),使其充分溶解。然後,在該溶液中滴加18mL(37mmol)苯基鋰,在室溫下攪拌約12個小時。反應後,用水洗滌溶液,然後將水層用乙酸乙酯萃取。將萃取液與有機層合併,用硫酸鎂乾燥。在乾燥之後,對該混合物進行抽濾,將濾液濃縮,獲得合成標的之2-溴-9,10-二苯基-9,10-二氫蒽-9,10-二醇(約7.6g)。
(iii)2-溴-9,10-二苯基蒽的合成
2-溴-9,10-二苯基蒽的合成圖解示於(C-3)。
將約7.6g(17mmol)所得2-溴-9,10-二苯基-9,10-二氫蒽-9,10-二醇、5.1g(31mmol)碘化鉀、9.7g(92mmol)次膦酸鈉一水合物以及50mL冰乙酸裝入到500mL三頸燒瓶中,在120℃下回流2個小時。然後,在反應混合物中添加30mL的50%次膦酸,在120℃下攪拌1個小時。反應後,用水洗滌溶液,然後將水層用乙酸乙酯萃取。將萃取液與有機層合併,用硫酸鎂乾燥。在乾燥之後,對該混合物進行抽濾,將所獲得的濾液濃縮後,獲得固體。將該固體溶於甲苯中後,通過矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)、矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)和礬土過濾。將獲得的濾液濃縮而得的固體用氯仿與己烷的混合溶劑再結晶後,獲得5.1g的2-溴-9,10-二苯基蒽的淡黃色粉末狀固體。(ii)和(iii)這兩個階段的產率為74%。
[步驟2]2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的合成
(i)2-碘-9,10-二苯基蒽的合成
2-碘-9,10-二苯基蒽的合成圖解示於(C-4)。
將10g(24mmol)2-溴-9,10-二苯基蒽裝入到500mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換,然後將150mL四氫呋喃添加到燒瓶中而溶解。在-78℃下攪拌該溶液。用注射器將19mL的1.6mmol/L的正丁基鋰溶液滴加到該溶液中,在-78℃下攪拌1個小時來使其反應析出白色固體。反應後,用滴液漏斗在該反應混合物中滴加由12g(49mmol)碘溶於80mL的四氫呋喃而獲得的溶液。在滴加之後,將該混合物在-78℃下攪拌1個小時,再在室溫下攪拌12個小時。反應後,在反應溶液中添加硫代硫酸鈉水溶液,在室溫下攪拌1個小時。在該混合物中添加乙酸乙酯,進行萃取。將水層和有機層分離,將有機層依次用硫代硫酸鈉水溶液、飽和食鹽水洗滌。將水層和有機層分離,將有機層用硫酸鎂乾燥。對該混合物進行抽濾,去除硫酸鎂。將所獲得的濾液濃縮後,獲得固體。在該固體中添加甲醇,照射超音波洗滌後,固體析出。抽濾回收該固體後,以90%的產率獲得9.9g的淡黃色粉末狀固體。
(ii)2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的合成
2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的合成圖解示於(C-5)。
將2.0g(9.9mmol)4-溴苯基硼酸、0.02g(0.089mmol)醋酸鈀(0)、5.0g(11mmol)2-碘-9,10-二苯基蒽、0.30g(0.99mmol)三鄰甲苯基膦裝入到200mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換。在該混合物中添加50mL甲苯、20mL碳酸鉀水溶液(2mol/L)以及10mL乙醇。將該混合物在100℃下加熱攪拌8個小時,使其反應。反應後,在反應混合物中添加甲苯,將該懸浮液依次用飽和碳氫鈉水溶液、飽和食鹽水洗滌。將有機層和水層分離,將有機層通過矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)、礬土、矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)進行抽濾,獲得濾液。將獲得的濾液濃縮後,獲得固體。在該固體中添加甲醇,照射超音波洗滌後,固體析出。抽濾回收該固體後,以87%的產率獲得收量為4.6g的淡黃色粉末狀固體。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽。
2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz):δ=7.33-7.36(m,2H),7.40(d,J=8.4Hz,2H),7.49-7.72(m,15H),7.78(d,J=9.3Hz,1H),7.85(d,J=1.5Hz,1H)。另外,1 H NMR圖示於圖15A和15B。應注意,圖15B是圖15A中7.0ppm至8.5ppm範圍的放大圖。
[步驟3]2DPAPPA的合成法
2DPAPPA的合成圖解示於(C-6)。
將0.84g(1.7mmol)實施例1步驟2中合成的2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽、0.30g(3.1mmol)第三丁醇鈉、0.53g(1.60mmol)N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺、0.03g(0.06mmol)雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)裝入到50mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換。在該混合物中添加10mL甲苯、0.02mL三第三丁基膦的10Wt%己烷溶液。將該混合物在80℃下加熱攪拌5小時,使其反應。反應後,在反應混合物中添加甲苯,將該懸浮液通過矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)、矽藻土日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)、礬土進行抽濾,獲得濾液。在所獲得的濾液用水、飽和食鹽水洗滌之後,在有機層中添加硫酸鎂乾燥。對該混合物進行抽濾,去除硫酸鎂,獲得濾液。將該濾液濃縮而獲得固體,該固體用矽膠管柱層析法純化(展開溶劑為甲苯:己烷=1:10的混合溶劑,接著為甲苯:己烷=1:3的混合溶劑)。濃縮所獲得的沖提份而獲得固體。將該固體用二氯甲烷和甲醇的混合溶劑再結晶後,以66%的產率獲得收量為0.84g的淡黃色粉末狀固體。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是2-{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2DPAPPA)。
2DPAPPA的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(DMSO-d6 ,300MHz,120℃):δ=6.93-7.12(m,15H),7.24-7.54(m,14H),7.72-7.56(m,10H),7.79(s,1H)。另外,1 H NMR圖示於圖16A和16B中。應注意,圖16B是圖16A中6.5ppm至8.0ppm範圍的放大圖。
此外,2DPAPPA的甲苯溶液的吸收光譜及發光光譜示於圖17。測定中使用紫外可見光分光光度計(日本分光株式會社製、V550型)。將溶液添加到石英槽中。從溶液及石英槽的吸收光譜減去了石英的吸收光譜而得到的吸收光譜示於圖17。圖17中,橫軸表示波長(nm),而縱軸表示強度(任意單位)。甲苯溶液的情況下,在284nm、319nm、362nm附近觀察到吸收。此外,甲苯溶液中的最大發光波長為505nm(激發波長:361nm)。
此外,使用大氣中的光電子分光器(理研計器社製、AC-2)測定了2DPAPPA的薄膜狀態下的游離電位,結果為5.26eV。由該結果可知,HOMO能階為-5.26eV。而且,使用2DPAPPA的薄膜的吸收光譜資料,假定直接遷移而由Tauc圖算出吸收邊限,將該吸收邊限視為光學能隙。該能隙為2.65eV。根據所獲得的能隙值和HOMO能階算出的LUMO能階為-2.61eV。
實施例2
本實施例中,具體說明可用於本發明且由結構式(132)表示的2-{4-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2PCAPPA)的合成方法。
[步驟1]N-苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(簡稱:PCA)的合成
(i)3-溴-9-苯基咔唑的合成
3-溴-9-苯基咔唑的合成圖解示於(D-1)。
將24.3g(100mmol)9-苯基咔唑裝入到2L錐形瓶中,溶於600mL冰醋酸中。然後,慢慢添加17.8g(100mmol)N-溴琥珀醯亞胺,在室溫下攪拌約12小時。將該冰醋酸溶液滴加到1L的冰水中,同時加以攪拌。抽濾回收析出的白色固體,進行抽濾的同時用水洗滌三次。將該固體溶於150mL乙醚中,用飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌該溶液。用硫酸鎂乾燥該有機層。對該混合物進行抽濾,將所獲得的濾液濃縮而獲得油狀物。在該油狀物中添加約50mL甲醇,使其溶解。將該溶液靜置而析出白色固體。抽濾回收該白色固體並使它乾燥,從而獲得28.4g(產率為88%)呈白色粉末的3-溴-9-苯基咔唑。
(ii)N-苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(簡稱:PCA)的合成
N-苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(簡稱:PCA)的合成圖解示於(D-2)。
將19g(60mmol)3-溴-9-苯基咔唑、0.34g(0.60mmol)雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)、1.6g(3.0mmol)1,1-雙(二苯基膦)二茂鐵、13g(0.18mol)第三丁醇鈉裝入到500mL三頸燒瓶中,進行氮氣置換。然後添加110mL脫水二甲苯、7.0g(75mmol)苯胺。在氮氣流下,將它在90℃下加熱攪拌7.5小時。反應後,在反應溶液中添加約500mL熱的甲苯,接著令其通過矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)、礬土、矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)進行過濾。將所獲得的濾液濃縮,添加己烷和乙酸乙酯並照射超音波後,固體析出。抽濾回收該固體後,使它乾燥,從而獲得15g(產率為75%)呈乳白色粉末的N-苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(簡稱:PCA)。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是N-苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(簡稱:PCA)。
該化合物的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(300MHz,CDCl3 );6.84(t,J=6.9Hz,1H),6.97(d,J=7.8Hz,2H),7.20-7.61(m,13H),7.90(s,1H),8.04(d,J=7.8Hz,1H)。另外,1 H NMR圖示於圖18A和18B中。應注意,圖18B是圖18A中5.0ppm至9.0ppm範圍的放大圖。另外,示出用DMSO-d6 溶劑的資料。1 H NMR(300MHz,DMSO-d6 ):δ=6.73(t,j=7.5,1H),7.02(d,j=8.1,2H),7.16-7.70(m,12H),7.95(s,1H),8.06(s,1H),8.17(d,j=7.8,1H)。13 C NMR(75.5MHz,DMSO-d6 ):δ=109.55,110.30,110.49,114.71,118.22,119.70,120.14,120.61,122.58,123.35,126.18,126.48,127.37,129.15,130.14,135.71,136.27,137.11,140.41,145.61。
[步驟2]2PCAPPA的合成法
2PCAPPA的合成圖解示於(D-3)。
將0.52g(1.1mmol)實施例1步驟2中合成的2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽、0.30g(3.1mmol)第三丁醇鈉、0.32g(0.96mmol)N-苯基-9-苯基咔唑-3-胺、0.030g(0.060mmol)雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)裝入到50mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換。在該混合物中添加10mL甲苯、0.02mL三第三丁基膦的10Wt%己烷溶液。將該混合物在80℃下加熱攪拌5小時,使其反應。反應後,在反應混合物中添加甲苯,將該懸浮液通過矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)、矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)、礬土進行抽濾。所獲得的濾液用水、飽和食鹽水洗滌之後,在有機層中添加硫酸鎂並乾燥。對該混合物抽濾以去除硫酸鎂,將所獲得的濾液濃縮,獲得固體。該濾液濃縮而獲得的固體用矽膠管柱層析法純化(展開溶劑為甲苯:己烷=1:10的混合溶劑,接著使用甲苯:己烷=1:3的混合溶劑)。濃縮所獲得的沖提份,獲得固體。將該固體用二氯甲烷和甲醇的混合溶劑再結晶後,以61%的產率獲得收量為0.50g的淡黃色粉末狀固體。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是2-{4-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2PCAPPA)。
通過梯度昇華法將所得1.4g的黃色固體純化。昇華在7.0Pa的減壓下、氬氣流速為3mL/分鐘與335℃進行15小時,得出1.1g的2PCAPPA,產率為79%。
另外,所獲得化合物的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz,50℃):δ=6.03-7.02(m,1H),7.04-7.78(m,34H),7.86(s,1H),7.93(s,1H),7.99(d,J=7.8Hz,1H)。另外,1 H NMR圖示於圖19A和19B中。應注意,圖19B是圖19A中6.5ppm至8.5ppm範圍的放大圖。
2PCAPPA的甲苯溶液的吸收光譜及發光光譜示於圖20。測定中使用紫外可見光分光光度計(日本分光株式會社製、V550型)。將溶液添加到石英槽中,從該溶液及石英槽的吸收光譜減去了石英槽的吸收光譜而獲得的溶液的吸收光譜示於圖20。圖20中,橫軸表示波長(nm),縱軸表示強度(任意單位)。甲苯溶液的情況下,在285nm、362nm附近觀察到吸收。此外,在甲苯溶液中的最大發光波長為477nm(激發波長:363nm)。
此外,使用大氣中的光電子分光器(理研計器株式會社製、AC-2)測定了2PCAPPA的薄膜狀態下的游離電位,結果為5.32eV。由該結果可知,HOMO能階為-5.32eV。而且,使用2PCAPPA的薄膜的吸收光譜資料,假定直接遷移由Tauc圖算出吸收邊限,將該吸收邊限視為光學能隙。該能隙為2.63eV。根據所獲得的能隙值和HOMO能階來算出的LUMO能階為-2.69eV。
實施例3
本實施例中,具體說明可用於本發明且由結構式(182)表示的2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2YGAPPA)的合成方法。
[步驟1]4-(咔唑-9-基)二苯胺(簡稱:YGA)的合成
(i)N-(4-溴苯基)咔唑的合成
N-(4-溴苯基)咔唑的合成圖解示於(E-1)。
首先,對N-(4-溴苯基)咔唑的合成方法進行說明。將56g(0.24mol)1,4-二溴苯、31g(0.18mol)咔唑、4.6g(0.024mol)碘化亞銅(I)、66g(0.48mol)碳酸鉀、2.1g(0.008mol)18-冠醚-6裝入到300mL三頸燒瓶中,進行氮氣置換。然後,添加8mL的1,3-二甲基-3,4,5,6-四氫-2(1H)-嘧啶酮(簡稱:DMPU),在180℃下攪拌6小時。將反應混合物冷卻至室溫之後,抽濾去除沉澱物。將所獲得的濾液依次用稀鹽酸、飽和碳酸氫鈉水溶液、飽和食鹽水洗滌。用硫酸鎂將有機層乾燥,乾燥後將該混合物重力過濾。將所獲得的濾液濃縮,獲得油狀物。使用矽膠管柱層析法(己烷:乙酸乙酯=9:1)純化該油狀物。將所獲得的固體用氯仿與己烷的混合溶劑再結晶後,以35%的產率獲得21g做為合成目標的N-(4-溴苯基)咔唑的淡褐色片狀結晶。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是N-(4-溴苯基)咔唑。
該化合物的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(300MHz,CDCl3 );δ=8.14(d,J=7.8Hz,2H),7.73(d,J=8.7Hz,2H),7.46(d,J=8.4Hz,2H),7.42-7.26(m,6H)。
(ii)4-(咔唑-9-基)二苯胺(簡稱:YGA)的合成
4-(咔唑-9-基)二苯胺(簡稱:YGA)的合成圖解示於(E-2)。
將5.4g(17.0mmol)上述步驟(i)獲得的N-(4-溴苯基)咔唑、1.8mL(20.0mmol)苯胺、100mg(0.17mmol)雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)、3.9g(40mmol)第三丁醇鈉裝入到200mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換。在該混合物中添加0.1mL三第三丁基膦(10wt%己烷溶液)和50mL甲苯,將該混合物在80℃下攪拌6小時。反應後,將反應混合物通過矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)、矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)、礬土過濾,將濾液用水、飽和食鹽水洗滌。用硫酸鎂將有機層乾燥,將該混合物重力過濾。濾液濃縮而獲得的油狀物用矽膠管柱層析法(己烷:乙酸乙酯=9:1)純化,以73%的產率獲得4.1g做為合成目標的4-(咔唑-9-基)二苯胺(簡稱:YGA)。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是4-(咔唑-9-基)二苯胺(簡稱:YGA)。
該化合物的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(300MHz,DMSO-d6 );δ=8.47(s,1H) ,8.22(d,J=7.8HZ,2H),7.44-7.16(m,14H),6.92-6.87(m,1H)。另外,1 H NMR圖示於圖21A和21B中。應注意,圖21B是圖21A中6.5ppm至8.5ppm範圍的放大圖。
[步驟2]2YGAPPA的合成法
2YGAPPA的合成圖解示於(E-3)。
將0.51g(1.1mmol)實施例1步驟2中合成的2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽、0.20g(2.1mmol)第三丁醇鈉、0.35g(1.1mmol)4-(咔唑-9-基)二苯胺、0.02g(0.04mmol)雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)裝入到50mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換。在該混合物中添加10mL甲苯、0.02mL的三第三丁基膦的10wt%己烷溶液。將該混合物在80℃下加熱攪拌3小時使其反應。反應後,在反應混合物中添加甲苯,將該懸浮液通過矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)、矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)、礬土進行抽濾。所獲得的濾液用水、飽和食鹽水洗滌之後,在有機層中添加硫酸鎂並乾燥。對該混合物進行抽濾,去除硫酸鎂,將所獲得的濾液濃縮獲得固體。用矽膠管柱層析法純化所獲得的固體。管柱層析法先使用甲苯:己烷=1:10做為展開溶劑,接著使用甲苯:己烷=1:5的混合溶劑做為展開溶劑來實施。將所獲得的沖提份濃縮,獲得固體。將該固體用二氯甲烷和甲醇的混合溶劑再結晶後,以65%的產率獲得收量為0.51g的粉末狀黃色固體。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2YGAPPA)。
以梯度昇華法將所獲得的1.4g黃色固體純化。昇華在7.0Pa的減壓下、氬氣流速為3mL/分鐘與333℃進行9小時,得到1.2g固體,產率為86%。
另外,所獲得的化合物的1 H NMR資料如下所示。1 HNMR(CDCl3 ,300MHz):δ=7.06-7.15(m,1H),7.17-7.74(m,33H),7.78(d,J=9.8Hz,1H),7.90(s,1H),8.14(d,J=7.8Hz,2H)。另外,1 HNMR圖示於圖22A和22B中。應注意,圖22B是圖22A中7.0ppm至8.5ppm範圍的放大圖。
另外,2YGAPPA的甲苯溶液的吸收光譜及發光光譜示於圖23。測定中使用紫外可見光分光光度計(日本分光株式會社製、V550型,)。將溶液添加到石英槽中,從該溶液及石英槽的吸收光譜減去了石英槽的吸收光譜而獲得的溶液的吸收光譜示於圖23。圖23中,橫軸表示波長(nm),縱軸表示強度(任意單位)。甲苯溶液的情況下,在286nm、293nm、312nm、357nm附近觀察到吸收。此外,在甲苯溶液中的最大發光波長為454nm(激發波長:356nm)。
此外,使用大氣中的光電子分光器(理研計器社製、AC-2)測定了2YGAPPA的薄膜狀態下的游離電位,結果為5.48eV。由該結果可知,HOMO能階為-5.48eV。另外,使用2YGAPPA的薄膜的吸收光譜資料,假定直接遷移由Tauc圖算出吸收邊限,將該吸收邊限視為光學能隙。該能隙為2.75eV。根據所獲得的能隙值和HOMO能階來算出的LUMO能階為-2.73eV。
此外,通過迴圈伏安測量法(CV)測定了2YGAPPA的氧化還原反應特性。應注意,測定中使用電化學分析器(BAS株式會社(BAS Inc.)製:ALS 600A型)。
關於CV測定中的溶液,溶劑使用脫水二甲基甲醯胺(DMF)(Aldrich製,99.8%,目錄編號:22705-6)。做為支承電解質的四正丁基過氯酸銨(n-Bu4 NClO4 )(東京化成工業株式會社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)製,目錄編號:T0836)以100mmol/L的濃度溶解於DMF中,以製成電解溶液。另外,使做為測量對象的2YGAPPA以10mmol/L的濃度溶解於電解溶液中,但是2YGAPPA的溶解度低,留下不溶物,因此在不溶物殘留沉澱的狀態下採集上清液,使用於測定。另外,工作電極使用鉑電極(BAS Inc.製,PTE鉑電極),對電極使用鉑電極(BAS Inc.製,VC-3 Pt對電極(5cm)),參考電極使用Ag/Ag+ 電極(BAS Inc.製,RE5非水溶劑型參考電極)。另外,測定在室溫下進行。
對2YGAPPA的氧化反應特性進行如下考察。使工作電極相對於參考電極的電位從-0.27V變化至0.70V、再從0.70V變化至-0.27V的掃描為一個週期,進行100個週期。另外,對2YGAPPA的還原反應特性進行如下考察。使工作電極相對於參考電極的電位從-0.35V變化至-2.60V、再從-2.60V變化至-0.35V的掃描為一個週期,進行100個週期。另外,CV測定的掃描速度設置為0.1V/s。
圖24與25各表示2YGAPPA的氧化側的CV測定結果與2YGAPPA的還原側的CV測定結果。圖24及圖25中,橫軸表示工作電極相對於參考電極的電位(V),縱軸表示工作電極和對電極之間流過的電流值(μA)。由圖24,在0.57V至0.59V(相對於Ag/Ag+ 電極)附近觀測到表示氧化的電流。另外,由圖25,在-2.21V(相對於Ag/Ag+ 電極)附近觀測到表示還原的電流。
儘管反覆進行了100個週期的掃描,在氧化反應及還原反應中幾乎沒有發現CV曲線的峰位置和峰強度的變化,顯示本發明的蒽衍生物對於重複進行的氧化還原反應是極為穩定的。
實施例4
本實施例中,具體說明可用於本發明且由結構式(174)表示的2-{3-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2mPCAPPA)的合成方法。
[步驟1]2-(3-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的合成
2-(3-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的合成圖解示於(F-1)。
將2.0g(10mmol)3-溴苯基硼酸、4.6g(10mmol)9,10-二苯基-2-碘蒽、0.15mg(0.50mmol)三鄰甲苯基膦裝入到200mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換。在該混合物中添加50mL甲苯、14mL碳酸鉀水溶液(2mol/L)。將燒瓶內減壓的同時,進行攪拌並脫氣,然後在混合物中添加23mg(0.10mmol)的乙酸鈀(Ⅱ)。在110℃下將該混合物回流8小時。反應後,在反應混合物中添加甲苯,用水洗滌該懸浮液。將有機層和水層分離,將水層用甲苯萃取,將萃取液與有機層合併,用硫酸鎂乾燥。將該混合物過濾去除硫酸鎂,將濾液濃縮,獲得油狀物。用矽膠管柱層析法(展開溶劑為己烷)純化該油狀物,以18%的產率獲得0.4g的乳白色固體。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是2-(3-溴苯基)-9,10-二苯基蒽。
2-(3-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(CDC13 ,300MHz):δ=7.33-7.36(m,2H),7.43-7.46(m,2H),7.50-7.73(m,15H),7.78(d,J=9.3Hz,1H),7.85(d,J=1.2Hz,1H)。另外,1 H NMR圖示於圖26A和26B中。應注意,圖26B是圖26A中7.0ppm至8.0ppm範圍的放大圖。
[步驟2]2mPCAPPA的合成方法
2mPCAPPA的合成圖解示於(F-2)。
將0.45g(0.93mmol)2-(3-溴苯基)-9,10-二苯基蒽、0.2g(2.1mmol)第三丁醇鈉、0.31g(0.93mmol)N-苯基-9-苯基咔唑-3-胺、0.02g(0.04mmol)雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)裝入到50mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換。在該混合物中添加10mL甲苯、0.02mL的三第三丁基膦的10%己烷溶液。將該混合物在80℃下加熱攪拌5小時使其反應。反應後,在反應混合物中添加甲苯,將該懸浮液通過矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)、矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)、礬土進行抽濾。所獲得的濾液用水、飽和食鹽水洗滌之後,將水層和有機層分離。在有機層中添加硫酸鎂乾燥。對該混合物進行抽濾,去除硫酸鎂,將所獲得的濾液濃縮而獲得固體。將該固體溶解於甲苯和少量己烷,用矽膠管柱層析法純化。做為管柱層析法的展開溶劑,使用甲苯:己烷=1:9的混合溶劑,接著使用甲苯:己烷=1:3的混合溶劑來實施。濃縮所獲得的沖提份,獲得固體。將該固體用氯仿和甲醇的混合溶劑再結晶後,以67%的產率獲得收量為0.46g的黃色粉末狀固體。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是2-{3-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2mPCAPPA)。
另外,所獲得的化合物的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz):δ=6.91-7.75(m,35H),7.79(s,1H),7.93(s,1H),7.99(d,J=7.8Hz,1H)。另外,1 H NMR圖示於圖27A和27B中。應注意,圖27B是圖27A中6.5ppm至8.5ppm範圍的放大圖。
此外,2mPCAPPA的甲苯溶液的吸收光譜及發光光譜示於圖28。測定中使用紫外可見光分光光度計(日本分光株式會社製,V550型)。將溶液添加到石英槽中,從該溶液及石英槽的吸收光譜減去了石英槽的吸收光譜而獲得的溶液的吸收光譜示於圖28。圖28中,橫軸表示波長(nm),縱軸表示強度(任意單位)。甲苯溶液的情況下,在366nm、384nm、406nm附近觀察到吸收。此外,在甲苯溶液中的最大發光波長為485nm(激發波長:369nm)。
此外,使用大氣中的光電子分光器(理研計器社製,AC-2,)測定了2mPCAPPA的薄膜狀態下的游離電位,結果為5.34eV。由該結果可知,HOMO能階為-5.34eV。另外,使用2mPCAPPA的薄膜的吸收光譜資料,假定直接遷移由Tauc圖算出吸收邊限,將該吸收邊限視為光學能隙。該能隙為2.83eV。根據所獲得的能隙值和HOMO能階來算出的LUMO能階為-2.51eV。
實施例5
本實施例中,具體說明可用於本發明且由結構式(216)表示的2-(3-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2mYGAPPA)的合成方法。
[步驟1]2mYGAPPA的合成法
2mYGAPPA的合成圖解示於(G-1)。
將0.45g(0.93mmol)2-(3-溴苯基)-9,10-二苯基蒽、0.2g(2.1mmol)第三丁醇鈉、0.31g(0.93mmol)4-(9-咔唑基)二苯胺,0.010g(0.02mmol)雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)裝入到50mL三頸燒瓶中,將該燒瓶內進行氮氣置換。在該混合物中添加10mL甲苯、0.01mL的三第三丁基膦的10wt%己烷溶液。將該混合物在80℃下加熱攪拌5小時使其反應。反應後,在反應混合物中添加甲苯,將該懸浮液通過矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:540-00135)、矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼:531-16855)、礬土進行抽濾。所獲得的濾液用水、飽和食鹽水洗滌之後,將水層和有機層分離。在有機層中添加硫酸鎂乾燥。對該混合物進行抽濾,去除硫酸鎂,將所獲得的濾液濃縮,獲得固體。將該固體溶解於甲苯和少量己烷,用矽膠管柱層析法純化。做為管柱層析法的展開溶劑,使用甲苯:己烷=1:9的混合溶劑,接著使用甲苯:己烷=1:2的混合溶劑來進行。將沖提份濃縮而獲得的固體用氯仿和甲醇的混合溶劑再結晶後,以65%的產率獲得收量為0.45g的黃色粉末狀固體。通過核磁共振測定(NMR)確認該化合物是2-(3-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2mYGAPPA)。
另外,所獲得的化合物的1 H NMR資料如下所示。1 H NMR(CDCl3 ,300MHz):δ=7.06-7.72(m,34H),7.75(d,J=9.3Hz,1H),7.83(s,1H),8.15(d,J=7.8HZ,2H)。另外,1 H NMR圖示於圖29A和29B中。應注意,圖29B是圖29A中7.0ppm至8.5ppm範圍的放大圖。
實施例6
本實施例中,使用圖30說明應用本發明的發光元件。本實施例使用的材料的化學式如下所示。應注意,若材料的結構式於本說明書中已顯示則省略其化學式。
(發光元件1)
首先,通過濺射法在玻璃基板1300上沈積包含氧化矽的氧化銦錫以形成第一陽極1311。另外,第一陽極的厚度為110nm,面積為2mm×2mm。
然後,將形成有第一陽極的基板固定於設在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使第一陽極的面朝下。將真空蒸鍍裝置中的壓力下降到10-4 Pa左右後,在第一陽極1311上共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI),從而形成包含有機化合物和無機化合物而成的複合材料的層做為電洞注入層1312。電洞注入層1312的厚度採用50nm,NPB和氧化鉬的重量比調節成為4:1(=NPB:氧化鉬)。另外,共蒸鍍法為在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層1312上沈積10nm厚的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB),以形成電洞傳輸層1313。
再者,通過共蒸鍍4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA)和{2,6-雙[2-(2,3,6,7-四氫-8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:BisDCJTM),在電洞傳輸層1313上形成10nm厚的第一發光層1314。在此,調節YGAPA和BisDCJTM之間的重量比成為1:0.0025(=YGAPA:BisDCJTM)。另外,做為客體材料的BisDCJTM呈現紅色發光。
再者,通過共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CZPA)和由結構式(132)表示的2-{4-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2PCAPPA,,在第一發光層1314上形成20nm厚的第二發光層1315。這裏,調節CzPA和2PCAPPA的重量比成為1:0.1(=CzPA:2PCAPPA)。另外,做為客體材料的2PCAPPA呈現藍綠色發光。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第二發光層1315上沈積10nm厚的三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)以形成電子傳輸層1316。
再者,通過共蒸鍍紅菲繞啉(簡稱:BPhen)和鋰(Li),在電子傳輸層1316上形成20nm厚的電子注入層1317。在此,調節BPhen和Li的重量比成為1:0.01(=BPhen:Li)。
最後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層1317上沈積200nm厚的鋁,以形成第一陰極1318。從而形成發光元件1。
(對照發光元件2)
代替第二發光層的2PCAPPA使用9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA)來形成對照發光元件2。換言之,通過共蒸鍍CzPA和9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA),形成20nm厚的第二發光層。在此,調節CzPA和DPABPA之間的重量比成為1:0.1(=CzPA:DPABPA)。以類似發光元件1的形成方式,形成對照發光元件2除了第二發光層以外的部分。另外,做為客體材料的DPABPA呈現藍綠色發光。
如上述得到的發光元件1及對照發光元件2在具有氮氣氣氛下的手套箱中密封以使發光元件不暴露在大氣下之後,測定這些發光元件的操作特性。注意,在室溫(溫度保持為25℃)下進行測定。
圖31示出發光元件1及對照發光元件2的電流密度一亮度特性。另外,圖32示出電壓一亮度特性。另外,圖33示出亮度一電流效率特性。另外,圖34示出在1mA電流時的發光光譜。
從圖34可知,對照發光元件2的發光光譜具有兩個峰。另外,在亮度為1060cd/m2 時,對照發光元件2的CIE色度座標是(x=0.33,y=0.38),並且發出的光是白色。另外,在亮度為1060cd/m2 時,電流效率為8.9cd/A,外部量子效率為4.1%。另外,在亮度為1060cd/m2 時,電壓為4.0V,電流密度為11.8mA/cm2 ,並且功率效率為7.01m/W。
另外,從圖34可知,發光元件1的發光光譜具有兩個峰。另外,在亮度為790cd/m2 時,發光元件1的CIE色度座標是(x=0.29,y=0.37),並且發出的光是白色。另外,在亮度為790cd/m2 時,電流效率為10.8cd/A,外部量子效率為5.2%,表示發光效率高。另外,在亮度為790cd/m2 時,電壓為3.8V,電流密度為7.4mA/cm2 ,並且功率效率為8.91m/W,表示功率效率高。
從上述可知:發光元件1和對照發光元件2都呈現白色發光,但發光元件1的發光效率比對照發光元件2高。另外,可知發光元件1的耗電量比對照發光元件2低。
由此,應用本發明可以得到發光效率高的白色發光元件。另外,可以得到耗電量低的白色發光元件。
實施例7
本實施例中,使用圖35說明應用本發明的發光元件。在下文中示出本實施例所使用的材料的化學式。注意,應注意,若材料的結構式於本說明書中已顯示則省略其化學式。
(發光元件3)
首先,通過濺射法在玻璃基板2300上沈積含氧化矽的氧化銦錫以形成第一陽極2311。另外,第一陽極的厚度為110nm,面積為2mm×2mm。
然後,將形成有第一陽極的基板固定於設在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使第一陽極的面朝下。將真空蒸鍍裝置中的壓力下降到10-4 Pa左右後,在第一陽極2311上共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI),從而形成包含有機化合物和無機化合物而成的複合材料的層做為電洞注入層2312。電洞注入層2312的厚度採用50nm,NPB和氧化鉬的重量比調節成為4:1(=NPB:氧化鉬)。另外,共蒸鍍法為在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層2312上沈積10nm厚的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB),以形成電洞傳輸層2313。
再者,通過共蒸鍍4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA)和{2,6-雙[2-(2,3,6,7-四氫-8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:BisDCJTM),在電洞傳輸層2313上形成10nm厚的第一發光層2314。在此,調節YGAPA和BisDCJTM之間的重量比成為1:0.0025(=YGAPA:BisDCJTM)。應注意,做為客體材料的BisDCJTM呈現紅色發光。
再者,通過共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CzPA)和由結構式(132)表示的2-{4-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2PCAPPA),在第一發光層2314上形成厚度為20nm的第二發光層2315。這裏,CzPA和2PCAPPA的重量比調節成為1:0.1(=CzPA:2PCAPPA)。應注意,做為客體材料的2PCAPPA呈現藍綠色發光。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第二發光層2315上沈積10nm厚的三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)以形成電子傳輸層2316。
再者,通過共蒸鍍紅菲繞啉(簡稱:BPhen)和鋰(Li),在電子傳輸層2316上形成厚20nm的第一陰極2317。在此,BPhen 和 Li的重量比調節成為1:0.01(=BPhen:Li)。
接著,在第一陰極2317上共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI),形成包含有機化合物和無機化合物而成的複合材料的層做為第二陽極2321。此層的厚度為100nm,NPB和氧化鉬的重量比調節成為4:1(=NPB:氧化鉬)。
然後,使用電阻加熱的蒸鍍法在第二陽極2321上沈積10nm厚的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)以形成電洞傳輸層2322。
再者,通過共蒸鍍4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA)和紅熒烯,在電洞傳輸層2322上形成10nm厚的第三發光層2323。在此,YGAPA和紅熒烯的重量比調節成為1:0.005(=YGAPA:紅熒烯)。另外,做為客體材料的紅熒烯呈現黃色至橙色發光。
再者,通過共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CZPA)和4,4'-雙{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}二苯乙烯(簡稱:YGA2S),在第三發光層2323上形成20nm厚的第四發光層2324。在此,CzPA 和 YGA2S的重量比調節成為1:0.04(=CzPA:YGA2S)。另外,做為客體材料的YGA2S呈現藍色發光。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第四發光層2324上沈積10nm厚的三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)以形成電子傳輸層2325。
再者,通過共蒸鍍紅菲繞啉(簡稱:BPhen)和鋰(Li),在電子傳輸層2325上形成20nm厚的電子注入層2326。在此,BPhen和Li的重量比調節成為1:0.01(=BPhen:Li)。
最後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層2326上沈積200nm厚的鋁以形成第二陰極2327。由此形成發光元件3。發光元件3具有第一發光元件2310和第二發光元件2320串聯連接的結構。
(對照發光元件4)
代替第二發光層的2PCAPPA使用9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA)來形成對照發光元件4。換言之,通過共蒸鍍CZPA和9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA),形成20nm厚的第二發光層。在此,調節CzPA和DPABPA之間的重量比成為1:0.1(=CzPA:DPABPA)。以類似發光元件3的形成方式,形成對照發光元件4除了第二發光層以外的部分。另外,做為客體材料的DPABPA呈現藍綠色發光。
如上述得到的發光元件3及對照發光元件4在具有氮氣氣氛下的手套箱中密封以使發光元件不暴露在大氣下之後,測定這些發光元件的操作特性。注意,在室溫(溫度保持為25℃)下進行測定。
圖36示出發光元件3及對照發光元件4的電流密度一亮度特性。另外,圖37示出電壓一亮度特性。另外,圖38示出亮度一電流效率特性。另外,圖39示出在1mA電流時的發光光譜。
從圖39可知,對照發光元件4的發光光譜具有四個不同的峰。另外,在亮度為1080cd/m2 時,對照發光元件4的CIE色度座標是(x=0.38,y=0.40),並且對照發光元件4發出的光是白色。另外,在亮度為1080cd/m2 時,電流效率為14.7cd/A,外部量子效率為6.2%。另外,在亮度為1080cd/m2 時,電壓為8.0V,電流密度為7.4mA/cm2 ,並且功率效率為5.81m/W。
另外,從圖39可知,發光元件3的發光光譜具有四個不同的峰。另外,在亮度為1090cd/m2 時,發光元件3的CIE色度座標是(x=0.37,y=0.41),並且發光元件3發出的光是白色。另外,在亮度為1090cd/m2 時,電流效率為16.9cd/A,外部量子效率為7.0%,表示發光效率高。另外,在亮度為1090cd/m2 時,電壓為8.0V,電流密度為6.5mA/cm2 ,並且功率效率為6.61m/W,表示功率效率高。
從上述可知:發光元件3和對照發光元件4都呈現白色發光,但發光元件3的發光效率比對照發光元件4高。另外,可知發光元件3的耗電量比對照發光元件4低。
另外,進行連續發光測試,其中發光元件3及對照發光元件4以恆定電流驅動,且將其起始亮度設定為1000cd/m2 。圖40示出該測試的結果(縱軸表示將1000cd/m2 設為100%的標準化亮度)。
從圖40可知:與對照發光元件4相比,發光元件3的亮度降低程度小,並且發光元件3的壽命長。
由此,應用本發明可以獲得發光效率高的白色發光元件。另外,可以得到耗電量低的白色發光元件。另外,可以得到長壽命的白色發光元件。
實施例8
本實施例中,使用圖30說明應用本發明的發光元件。
(發光元件5)
首先,通過濺射法在玻璃基板1300上沈積含氧化矽的氧化銦錫以形成第一陽極1311。應注意,第一陽極的厚度為110nm,面積為2mm×2mm。
然後,將形成有第一陽極的基板固在定設在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使第一陽極的面朝下。將真空蒸鍍裝置中的壓力下降到10-4 Pa左右後,在第一陽極1311上共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI),形成包含有機化合物和無機化合物而成的複合材料的層做為電洞注入層1312。電洞注入層1312的厚度為50nm,NPB和氧化鋁的重量比調節成為4:1(=NPB:氧化鉬)。另外,共蒸鍍法為在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層1312上沈積10nm厚的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)以形成電洞傳輸層1313。
再者,通過共蒸鍍NPB和{2,6-雙[2-(2,3,6,7-四氫-8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:BisDCJTM),在電洞傳輸層1313上形成厚10nm的第一發光層1314。在此,調節NPB和BisDCJTM的重量比成為1:0.01(=NPB:BisDCJTM)。另外,做為客體材料的BisDCJTM呈現紅色發光。
再者,通過共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CzPA)和由結構式(132)表示的2-{4-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2PCAPPA),在第一發光層1314上形成厚為20nm的第二發光層1315。這裏,調節CzPA和2PCAPPA的重量比成為1:0.1(=CzPA:2PCAPPA)。另外,做為客體材料的2PCAPPA呈現藍綠色發光。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第二發光層1315上沈積厚10nm的三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq),然後沈積20nm厚的紅菲繞啉(簡稱:BPhen),以形成兩層結構的電子傳輸層1316。
再者,在電子傳輸層1316上沈積1nm厚的氟化鋰(LiF)以形成電子注入層1317。
最後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層1317上沈積200nm厚的鋁來形成第一陰極1318。從而形成發光元件5。
(對照發光元件6)
代替第二發光層的2PCAPPA使用9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA)來形成對照發光元件6。換言之,通過共蒸鍍CzPA和9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA),形成厚20nm的第二發光層。在此,調節CzPA和DPABPA之間的重量比成為1:0.1(=CzPA:DPABPA)。以類似發光元件5的形成方式,形成對照發光元件6除了第二發光層以外的部分。另外,做為客體材料的DPABPA呈現藍綠色發光。
如上述得到的發光元件5及對照發光元件6在具有氮氣氣氛下的手套箱中密封以使發光元件不暴露在大氣下之後,測定這些發光元件的操作特性。注意,在室溫(溫度保持為25℃)下進行測定。
圖41示出發光元件5及對照發光元件6的電流密度一亮度特性。另外,圖42示出電壓一亮度特性。另外,圖43示出亮度一電流效率特性。另外,圖44示出1mA電流時的發光光譜。另外,圖45示出亮度-外部量子效率特性。
從圖44可知,對照發光元件6的發光光譜具有兩個峰。另外,在亮度為650cd/m2 時,對照發光元件6的CIE色度座標是(x=0.37,y=0.39),並且對照發光元件6發出的光是白色。另外,在亮度為650cd/m2 時,電流效率為4.0cd/A,外部量子效率為2.1%。另外,在亮度為650cd/m2 時,電壓為3.2V,電流密度為16.3mA/cm2 ,並且功率效率為3.91m/W。
另外,從圖44可知,發光元件5的發光光譜具有兩個峰。另外,在亮度為920cd/m2 時,發光元件5的CIE色度座標是(x=0.31,y=0.40),並且發光元件5發出的光是白色。另外,在亮度為920cd/m2 時,電流效率為5.3cd/A,外部量子效率為2.7%,表示發光效率高。另外,在亮度為920cd/m2 時,電壓為3.2V,電流密度為17.2mA/cm2 ,並且功率效率為5.21m/W,表示功率效率高。
從上述可知:發光元件5和對照發光元件6都呈現白色發光,但發光元件5的發光效率比對照發光元件6高。另外,可知發光元件5的耗電量比對照發光元件6低。
另外,進行連續發光測試,其中發光元件5及對照發光元件6以恆定電流驅動,且將其起始亮度設定為1000cd/m2 。圖46示出該測試的結果(縱軸表示將1000cd/m2 設為100%的標準化亮度)。
從圖46可知:與對照發光元件6相比,發光元件5的亮度降低程度小,並且發光元件5的壽命長。
由此,應用本發明可以獲得發光效率高的白色發光元件。另外,可以得到低耗電量的白色發光元件。另外,可以得到長壽命的白色發光元件。
實施例9
在本實施例中,使用圖35說明應用本發明的發光元件。
(發光元件7)
首先,通過濺射法在玻璃基板2300上沈積含氧化矽的氧化銦錫以形成第一陽極2311。應注意,第一陽極的厚度為110nm,面積為2mm×2mm。
然後,將形成有第一陽極的基板固定在設在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使第一陽極的面朝下。將真空蒸鍍裝置中的壓力下降到10-4 Pa左右後,在第一陽極2311上共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI),形成包含有機化合物和無機化合物而成的複合材料的層做為電洞注入層2312。電洞注入層2312的厚度為50nm,NPB和氧化鉬的重量比調節成為4:1(=NPB:氧化鉬)。另外,共蒸鍍法為在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層2312上沈積10nm厚的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)以形成電洞傳輸層2313。
再者,通過共蒸鍍NPB和{2,6-雙[2-(2,3,6,7-四氫-8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:BisDCJTM),在電洞傳輸層2313上形成厚10nm的第一發光層2314。在此,調節NPB和BisDCJTM的重量比成為1:0.005(=NPB:BisDCJTM)。另外,做為客體材料的BisDCJTM呈現紅色發光。
再者,通過共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CzPA)和由結構式(132)表示的2-{4-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2PCAPPA),在第一發光層2314上形成厚為20nm的第二發光層2315。在這裏,CzPA和2PCAPPA的重量比調節成為1:0.1(=CzPA:2PCAPPA)。另外,做為客體材料的2PCAPPA呈現藍綠色發光。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第二發光層2315上沈積10nm的三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)以形成電子傳輸層2316。
再者,通過共蒸鍍紅菲繞啉(簡稱:BPhen)和鋰(Li),在電子傳輸層2316上形成厚20nm的第一陰極2317。在此,BPhen和Li的重量比調節成為1:0.01(=BPhen:Li)。
接著,通過在第一陰極2317上共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI),形成包含有機化合物和無機化合物而成的複合材料的層做為第二陽極2321。第二陽極2321的厚度為100nm,NPB和氧化鉬的重量比調節成為4:1(=NPB:氧化鉬)。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第二陽極2321上沈積10nm厚的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)以形成電洞傳輸層2322。
再者,通過共蒸鍍NPB和紅熒烯,在電洞傳輸層2322上形成10nm厚的第三發光層2323。在此,調節NPB和紅熒烯的重量比成為1:0.01(=NPB:紅熒烯)。另外,做為客體材料的紅熒烯呈現黃色至橙色發光。
再者,通過共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CZPA)和4,4'-雙{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}二苯乙烯(簡稱:YGA2S),在第三發光層2323上形成20nm厚的第四發光層2324。在此,調節CzPA和YGA2S的重量比成為1:0.04(=CzPA:YGA2S)。另外,做為客體材料的YGA2S呈現藍色發光。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第四發光層2324上沈積10nm厚的三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)以形成電子傳輸層2325。
再者,通過共蒸鍍紅菲繞啉(簡稱:BPhen)和鋰(Li),在電子傳輸層2325上形成厚20nm的電子注入層2326。在此,調節BPhen和Li的重量比成為1:0.01(=BPhen:Li)。
最後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層2326上沈積200nm的鋁以形成第二陰極2327。因此形成發光元件7。發光元件7具有第一發光元件2310和第二發光元件2320串聯連接的結構。
(對照發光元件8)
代替第二發光層的2PCAPPA使用9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA)來形成對照發光元件8。換言之,通過共蒸鍍CzPA和9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA)形成厚20nm的第二發光層。在此,調節CzPA和DPABPA之間的重量比成為1:0.1(=CzPA:DPABPA)。以類似發光元件7的形成方式,形成對照發光元件8除了第二發光層以外的部分。另外,做為客體材料的DPABPA呈現藍綠色發光。
如上述得到的發光元件7及對照發光元件8在具有氮氣氣氛下的手套箱中密封以使發光元件不暴露在大氣下之後,測定這些發光元件的操作特性。注意,在室溫(溫度保持為25℃)下進行測定。
圖47示出發光元件7及對照發光元件8的電流密度一亮度特性。另外,圖48示出電壓一亮度特性。另外,圖49示出亮度一電流效率特性。另外,圖50示出1mA電流時的發光光譜。
從圖50可知,對照發光元件8的發光光譜具有四個不同的峰。另外,在亮度為1020cd/m2 時,對照發光元件8的CIE色度座標是(x=0.29,y=0.34),並且對照發光元件8發出的光是白色。另外,在亮度為1020cd/m2 時,電流效率為8.2cd/A,外部量子效率為3.7%。另外,在亮度為1020cd/m2 時,電壓為8.4V,電流密度為12.5mA/cm2 ,並且功率效率為3.11m/W。
另外,從圖50可知,發光元件7的發光光譜具有四個不同的峰。另外,在亮度為920cd/m2 時,發光元件7的CIE色度座標是(x=0.29,y=0.34),並且發光元件7發出的光是白色。另外,在亮度為920cd/m2 時,電流效率為8.8cd/A,外部量子效率為3.9%,表示發光效率高。另外,在亮度為920cd/m2 時,電壓為8.4V,電流密度為10.4mA/cm2 ,而功率效率為3.31m/W,表示功率效率高。
從上述可知:發光元件7和對照發光元件8都呈現白色發光,但發光元件7的發光效率比對照發光元件8高。另外,可知發光元件7的耗電量比對照發光元件8低。
另外,進行連續發光測試,其中發光元件7及對照發光元件8以恆定電流驅動,且將其起始亮度設定為1000cd/m2 。圖51示出該測試的結果(縱軸表示將1000cd/m2 設為100%的標準化亮度)。
從圖51可知:與對照發光元件8相比,發光元件7的亮度降低程度小,並且發光元件7的壽命長。
由此,應用本發明可以獲得發光效率高的白色發光元件。另外,可以得到低耗電量的白色發光元件。另外,可以得到長壽命的白色發光元件。
實施例10
在本實施例中,使用圖30說明應用本發明的發光元件。
(發光元件9)
首先,通過濺射法在玻璃基板1300上沈積含氧化矽的氧化銦錫以形成第一陽極1311。應注意,第一陽極的厚度為110nm,面積為2mm×2mm。
然後,將形成有第一陽極的基板固定在設在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使第一陽極的面朝下。將真空蒸鍍裝置中的壓力下降到10-4 Pa左右後,在第一陽極1311上共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI),形成包含有機化合物和無機化合物而成的複合材料的層做為電洞注入層1312。電洞注入層1312的厚度為50nm,NPB和氧化鉬的重量比調節成為4:1(=NPB:氧化鉬)。另外,共蒸鍍法為在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層1312上沈積10nm厚的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)以形成電洞傳輸層1313。
再者,通過共蒸鍍NPB和{2,6-雙[2-(2,3,6,7-四氫-8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-1H,5H-苯并[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-哌喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:BisDCJTM),在電洞傳輸層1313上形成厚10nm的第一發光層1314。在此,調節NPB和BisDCJTM的重量比成為1:0.01(=NPB:BisDCJTM)。另外,做為客體材料的BisDCJTM呈現紅色發光。
再者,通過共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CZPA)和由結構式(101)表示的2-{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2DPAPPA),在第一發光層1314上形成膜厚為20nm的第二發光層1315。在這裏,調節CzPA和2DPAPPA的重量比成為1:0.05(=CzPA:2DPAPPA)。另外,做為客體材料的DPAPPA呈現藍綠色發光。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第二發光層1315上沈積10nm的三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq),然後20nm的紅菲繞啉(簡稱:BPhen),以形成兩層結構的電子傳輸層1316。
再者,在電子傳輸層1316上形成厚1nm的氟化鋰(LiF)以形成電子注入層1317。
最後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層1317上沈積200nm的鋁以形成第一陰極1318。從而形成發光元件9。
(對照發光元件10)
代替第二發光層的2DPAPPA使用9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA)來形成對照發光元件10。換言之,通過共蒸鍍CzPA和9,10-雙{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-2-第三丁基蒽(簡稱:DPABPA),以20nm的膜厚形成第二發光層。在此,調節CzPA和DPABPA之間的重量比成為1:0.1(=CzPA:DPABPA)。以類似發光元件9的形成方式,形成對照發光元件10除了第二發光層以外的部分。另外,做為客體材料的DPABPA呈現藍綠色發光。
如上述得到的發光元件9及對照發光元件10在具有氮氣氣氛下的手套箱中密封以使發光元件不暴露在大氣下之後,測定這些發光元件的操作特性。注意,在室溫(溫度保持為25℃)下進行測定。
圖52示出發光元件9及對照發光元件10的電流密度一亮度特性。另外,圖53示出電壓一亮度特性。另外,圖54示出亮度一電流效率特性。另外,圖55示出在流過1mA的電流時的發光光譜。另外,圖56示出亮度一外部量子效率特性。
從圖55可知,對照發光元件10的發光光譜具有兩個峰。另外,在亮度為920cd/m2 時,對照發光元件10的CIE色度座標是(x=0.30,y=0.40),並且對照發光元件10發出的光是白色。另外,在亮度為920cd/m2 時,電流效率為8.0cd/A,外部量子效率為3.7%。另外,在亮度為920cd/m2 時,電壓為3.4V,電流密度為10.5mA/cm2 ,並且功率效率為7.41m/W。
另外,從圖55可知,發光元件9的發光光譜具有兩個峰。另外,在亮度為820cd/m2 時,發光元件9的CIE色度座標是(x=0.34,y=0.42),並且發光元件9發出的光是白色。另外,在亮度為820cd/m2 時,電流效率為10.2cd/A,外部量子效率為4.7%,表示發光效率高。另外,在亮度為820cd/m2 時,電壓為3.4V,電流密度為8.0mA/cm2 ,並且功率效率為9.51m/W,表示功率效率高。
從上述可知:發光元件9和對照發光元件10都呈現白色發光,但發光元件9的發光效率比對照發光元件10高。另外,可知發光元件9的耗電量比對照發光元件10低。
由此,通過應用本發明,可以獲得發光效率高的白色發光元件。另外,可以得到低耗電量的白色發光元件。
實施例11
在本實施例中,使用圖30說明應用本發明的發光元件。
(發光元件11)
首先,通過濺射法在玻璃基板1300上沈積含氧化矽的氧化銦錫以形成第一陽極1311。應注意,第一陽極的厚度為110nm,面積為2mm×2mm。
然後,將形成有第一陽極的基板固定在設在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使第一陽極的面朝下。將真空蒸鍍裝置中的壓力下降到10-4 Pa左右後,在第一陽極1311上共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI),形成包含有機化合物和無機化合物而成的複合材料的層做為電洞注入層1312。電洞注入層1312的厚度為50nm,NPB和氧化鉬的重量比調節成為4:1(=NPB:氧化鉬)。另外,共蒸鍍法為在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層1312上沈積10nm厚的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)以形成電洞傳輸層1313。
再者,通過共蒸鍍NPB和紅熒烯,在電洞傳輸層1313上形成10nm厚的第一發光層1314。在此,調節NPB和紅熒烯的重量比成為1:0.015(=NPB:紅熒烯)。另外,做為客體材料的紅熒烯呈現黃色至橙色發光。
再者,通過共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱:CzPA)和由結構式(182)表示的2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2YGAPPA),在第一發光層1314上形成膜厚為20nm的第二發光層1315。在這裏,CzPA和2YGAPPA的重量比調節成為1:0.05(=CzPA:2YGAPPA)。另外,做為客體材料的2YGAPPA呈現藍色發光。
然後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在第二發光層1315上沈積10nm的三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq),然後20nm的紅菲繞啉(簡稱:BPhen),以形成兩層結構的電子傳輸層1316。
再者,在電子傳輸層1316上沈積1nm厚的氟化鋰(LiF)以形成電子注入層1317。
最後,通過使用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層1317上沈積200nm厚的鋁,以形成第一陰極1318。從而形成發光元件11。
如上述得到的發光元件11在具有氮氣氣氛下的手套箱中密封以使發光元件不暴露在大氣下之後,測定該發光元件的操作特性。注意,在室溫(溫度保持為25℃)下進行測定。
圖57示出發光元件11的電流密度一亮度特性。另外,圖58示出電壓一亮度特性。另外,圖59示出亮度一電流效率特性。另外,圖60示出1mA電流時的發光光譜。
從圖60可知,發光元件11的發光光譜具有兩個峰。另外,在亮度為1090cd/m2 時,發光元件11的CIE色度座標是(x=0.32,y=0.36),並且發光元件11發出的光是白色。另外,在亮度為1090cd/m2 時,電流效率為7.7cd/A,外部量子效率為3.0%,表示發光效率高。另外,在亮度為1090cd/m2 時,電壓為3.4V,電流密度為14.2mA/cm2 ,功率效率為7.11m/W,表示功率效率高。
從上述可知:發光元件11具有高發光效率。另外,可知發光元件11的耗電量降低。
由此,應用本發明可以獲得發光效率高的白色發光元件。另外,可以得到低耗電量的白色發光元件。
本說明書根據2007年8月31日在日本專利局受理的日本專利申請編號2007-227015乙案而製作,其全部內容以引用參考方式併入本說明書中。
100...基板
110...第一發光元件
111...第一陽極
112A...第一發光層
112B...第二發光層
113...第一陰極
130...第一發光光譜
200...基板
210...第一發光元件
211...第一陽極
212A...第一發光層
212B...第二發光層
213...第一陰極
220...第二發光元件
221...第二陽極
222A...第三發光層
222B...第四發光層
223...第二陰極
230...第一發光光譜
240...第二發光光譜
300...基板
310...第一發光元件
311...第一陽極
312A...第一發光層
312B...第二發光層
313...第一陰極
320...第二發光元件
321...第二陽極
322...第三發光層
323...第二陰極
330...第一發光光譜
340...第二發光光譜
410...基板
412...對向基板
414...顯示部
416...第一電極
418...第二電極
420...撓性線路板
424...隔壁層
426...EL層
428...輔助電極
430...顏色轉換層
432...填充劑
500...基板
511...第一陽極
512A...第一發光層
512B...第二發光層
513...第一陰極
551...電洞注入層
552...電洞傳輸層
553...電子傳輸層
554...電子注入層
601...驅動電路部(源極側驅動電路)
602...像素部
603...驅動電路部(閘極側驅動電路)
604...密封基板
605...密封劑
607...空間
608...佈線
609...FPC(撓性印刷電路)
610...元件基板
611...開關用TFT
612...電流控制用TFT
613...第一電極
614...絕緣物
616...EL層
617...第二電極
618...發光元件
623...N溝道型TFT
624...P溝道型TFT
901...框體
902...液晶層
903...背光燈
904...框體
905...驅動器IC
906...端子
951...基板
952...第一電極
953...絕緣層
954...隔壁層
955...EL層
956...第二電極
1300...玻璃基板
1311...第一陽極
1312...電洞注入層
1313...電洞傳輸層
2314...第一發光層
1315...第二發光層
1316...電子傳輸層
1317...電子注入層
1318...第一陰極
2001...框體
2002...光源
2300...玻璃基板
2310...第一發光元件
2311...第一陽極
2312...電洞注入層
2313...電洞傳輸層
2314...第一發光層
2315...第二發光層
2316...電子傳輸層
2317...第一陰極
2320...第二發光元件
2321...第二陽極
2322...電洞傳輸層
2323...第三發光層
2324...第四發光層
2325...電子傳輸層
2326...電子注入層
2327...第二陰極
3001...照明裝置
3002...電視裝置
9101...框體
9102...支撐台
9103...顯示部
9104...揚聲器部
9105...視頻輸入端子
9201...主體
9202...框體
9203...顯示部
9204...鍵盤
9205...外部連接埠
9206...指向裝置
9401...主體
9402...框體
9403...顯示部
9404...聲音輸入部
9405...聲音輸出部
9406...操作鍵
9407...外部連接埠
9408...天線
9501...主體
9502...顯示部
9503...框體
9504...外部連接埠
9505...遙控接收部
9506...影像接收部
9507...電池
9508...聲音輸入部
9509...操作鍵
9510...目鏡部
圖1A和1B為說明本發明一方案的發光元件的圖;
圖2A和2B為說明本發明一方案的發光元件的圖;
圖3A和3B為說明本發明一方案的發光元件的圖;
圖4A和4B為說明本發明一方案的發光元件的圖;
圖5為說明本發明一方案的發光裝置的圖;
圖6為說明本發明一方案的發光裝置的圖;
圖7為說明本發明一方案的發光裝置的圖;
圖8A和8B為說明本發明一方案的發光裝置的圖;
圖9A和9B為說明本發明一方案的發光裝置的圖;
圖10A和10B為說明本發明一方案的發光裝置的圖;
圖11A至11D為說明本發明一方案的電子用具的圖;
圖12為說明本發明一方案的電子用具的圖;
圖13為說明本發明一方案的照明用具的圖;
圖14為說明本發明一方案的照明用具的圖;
圖15A和15B各為2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的1 H NMR圖;
圖16A和16B各為2-{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2DPAPPA)的1 H NMR圖;
圖17為2-{4-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2DPAPPA)的吸收光譜及發光光譜;
圖18A和18B各為N-苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(簡稱:PCA)的1 H NMR圖;
圖19A和19B各為2-{4-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2PCAPPA)的1 H NMR圖;
圖20為2-{4-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2PCAPPA)的吸收光譜及發光光譜;
圖21A和21B各為4-(咔唑-9-基)二苯基胺(簡稱:YGA)的1 H NMR圖;
圖22A和22B各為2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2YGAPPA)的1 H NMR圖;
圖23為2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2YGAPPA)的吸收光譜及發光光譜;
圖24為示出2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2YGAPPA)的氧化反應特性的圖;
圖25為示出2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2YGAPPA)的還原反應特性的圖;
圖26A和26B各為2-(3-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的1 H NMR圖;
圖27A和27B各為2-{3-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2mPCAPPA)的1 H NMR圖;
圖28為2-{3-[N-苯基-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]苯基}-9,10-二苯基蒽(簡稱:2mPCAPPA)的吸收光譜及發光光譜;
圖29A和29B各為2-(3-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基胺基}苯基)-9,10-二苯基蒽(簡稱:2mYGAPPA)的1 H NMR圖;
圖30為實施例的發光元件例示圖;
圖31為實施例6製造的發光元件的電流密度一亮度特性的圖;
圖32為實施例6製造的發光元件的電壓一亮度特性的圖;
圖33為實施例6製造的發光元件的亮度一電流效率特性的圖;
圖34為實施例6製造的發光元件的發光光譜的圖;
圖35為實施例的發光元件例示圖;
圖36為實施例7製造的發光元件的電流密度一亮度特性的圖;
圖37為實施例7製造的發光元件的電壓-亮度特性的圖;
圖38為實施例7製造的發光元件的亮度-電流效率特性的圖;
圖39為實施例7製造的發光元件的發光光譜的圖;
圖40為實施例7製造的發光元件的標準化亮度時間變化的圖;
圖41為實施例8製造的發光元件的電流密度-亮度特性的圖;
圖42為實施例8製造的發光元件的電壓-亮度特性的圖;
圖43為實施例8製造的發光元件的亮度-電流效率特性的圖;
圖44為實施例8製造的發光元件的發光光譜的圖;
圖45為實施例8製造的發光元件的亮度-外部量子效率特性的圖;
圖46為實施例8製造的發光元件的標準化亮度時間變化的圖;
圖47為實施例9製造的發光元件的電流密度-亮度特性的圖;
圖48為實施例9製造的發光元件的電壓-亮度特性的圖;
圖49為實施例9製造的發光元件的亮度-電流效率特性的圖;
圖50為實施例9製造的發光元件的發光光譜的圖;
圖51為實施例9製造的發光元件的標準化亮度時間變化的圖;
圖52為實施例10製造的發光元件的電流密度-亮度特性的圖;
圖53為實施例10製造的發光元件的電壓-亮度特性的圖;
圖54為實施例10製造的發光元件的亮度-電流效率特性的圖;
圖55為實施例10製造的發光元件的發光光譜的圖;
圖56為實施例10製造的發光元件的亮度-外部量子效率特性的圖;
圖57為實施例11製造的發光元件的電流密度-亮度特性的圖;
圖58為實施例11製造的發光元件的電壓-亮度特性的圖;
圖59為實施例11製造的發光元件的亮度-電流效率特性的圖;
圖60為實施例11製造的發光元件的發光光譜的圖。
100...基板
110...第一發光元件
111...第一陽極
112A...第一發光層
112B...第二發光層
113...第一陰極
130...第一發光光譜

Claims (18)

  1. 一種發光元件,包括在一對電極之間的第一發光層和第二發光層,其中:該第一發光層包含由通式(1)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質,該第二發光物質的發光顏色與該由通式(1)表示的蒽衍生物的發光顏色不同,並且呈現該由通式(1)表示的蒽衍生物的發光顏色和該第二發光物質的發光顏色的混合顏色之發光, 其中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(1-1)至(1-3)表示的任一種取代基,Ar11 至Ar13 分別表示碳原子數為6至25的芳基,α表示碳原子數為6至25的伸芳基,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R32 表示碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,β表示碳原子數為6至25的伸芳基,以及R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
  2. 一種發光元件,包括在一對電極之間的第一發光層和第二發光層,其中:該第一發光層包含由通式(2)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質,該第二發光物質的發光顏色與該由通式(2)表示的 蒽衍生物的發光顏色不同,並且呈現該由通式(2)表示的蒽衍生物的發光顏色和該第二發光物質的發光顏色的混合顏色之發光, 其中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(2-1)至(2-3)表示的任一種取代基,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R11 至R24 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R33 至R37 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,以及R43 至R46 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
  3. 一種發光元件,包括在一對電極之間的第一發光層和第二發光層,其中:該第一發光層包含由通式(3)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質,該第二發光物質的發光顏色與該由通式(3)表示的蒽衍生物的發光顏色不同,並且呈現該由通式(3)表示的蒽衍生物的發光顏色和該第二發光物質的發光顏色的混合顏色之發光, 其中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(3-1)至(3-3)表示的任一種取代基,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,以及R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
  4. 一種發光元件,包括在一對電極之間的第一發光層及第二發光層, 其中:該第一發光層包含由通式(4)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質,該第二發光物質的發光顏色與該由通式(4)表示的蒽衍生物的發光顏色不同,並且呈現該由通式(4)表示的蒽衍生物的發光顏色和該第二發光物質的發光顏色的混合顏色之發光, 其中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(4-1)至(4-3)表示的任一種取代基,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,以及R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
  5. 一種發光元件,包括在一對電極之間的第一發光層及第二發光層,其中:該第一發光層包含由通式(5)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質, 該第二發光物質的發光顏色與該由通式(5)表示的蒽衍生物的發光顏色不同,並且呈現該由通式(5)表示的蒽衍生物的發光顏色和該第二發光物質的發光顏色的混合顏色之發光, 其中,R1 至R10 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(5-1)至(5-3)表示的任一種取代基,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,以及R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
  6. 一種發光元件,包括:第一發光元件,該第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間包括第一發光層和第二發光層;以及第二發光元件,該第二發光元件在第二陽極和第二陰 極之間包括第三發光層和第四發光層,其中:該第一發光元件和該第二發光元件彼此串聯連接,該第一陰極和該第二陽極相接觸,該第一發光層包含由通式(1)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質,該第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜,該第三發光層包含第三發光物質,該第四發光層包含第四發光物質,該第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜,並且呈現該第一發光光譜和該第二發光光譜合併所成的發光光譜, 其中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(1-1)至(1-3)表示的任一種取代基,Ar11 至Ar13 分別表示碳原子數為6至25的芳基,α表示碳原子數為6至25的伸芳基,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R32 表示碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,β表示碳原子數為6至25的伸芳基,以及R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷 基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
  7. 一種發光元件,包括:第一發光元件,該第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間包括第一發光層和第二發光層;以及第二發光元件,該第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間包括第三發光層和第四發光層,其中:該第一發光元件和該第二發光元件彼此串聯連接,該第一陰極和該第二陽極相接觸,該第一發光層包含由通式(2)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質,該第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜,該第三發光層包含第三發光物質,該第四發光層包含第四發光物質,該第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜,並且呈現該第一發光光譜和該第二發光光譜合併所成的發光光譜, 其中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(2-1)至(2-3)表示的任一種取代基,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R11 至R24 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1 至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,R33 至R37 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,以及R43 至R46 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
  8. 一種發光元件,包括:第一發光元件,該第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間包括第一發光層和第二發光層;以及第二發光元件,該第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間包括第三發光層和第四發光層,其中:該第一發光元件和該第二發光元件彼此串聯連接,該第一陰極和該第二陽極相接觸,該第一發光層包含由通式(3)表示的蒽衍生物, 該第二發光層包含第二發光物質,該第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜,該第三發光層包含第三發光物質,該第四發光層包含第四發光物質,該第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜,並且呈現該第一發光光譜和該第二發光光譜合併所成的發光光譜, 其中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(3-1)至(3-3)表示的任一種取代基,Ar11 表示碳原子數為6至25的芳基,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar21 表示碳原子數為6至25的芳基,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種,Ar31 表示碳原子數為6至25的芳基,以及R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至25的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
  9. 一種發光元件,包括: 第一發光元件,該第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間包括第一發光層和第二發光層;以及第二發光元件,該第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間包括第三發光層和第四發光層,其中:該第一發光元件和該第二發光元件彼此串聯連接,該第一陰極和該第二陽極相接觸,該第一發光層包含由通式(4)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質,該第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜,該第三發光層包含第三發光物質,該第四發光層包含第四發光物質,該第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜,並且呈現該第一發光光譜和該第二發光光譜合併所成的發光光譜, 其中,Ar1 和Ar2 分別表示碳原子數為6至25的芳基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(4-1)至(4-3)表示的任一種取代基,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種, Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,以及R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
  10. 一種發光元件,包括:第一發光元件,該第一發光元件在第一陽極和第一陰極之間包括第一發光層和第二發光層;以及第二發光元件,該第二發光元件在第二陽極和第二陰極之間包括第三發光層和第四發光層,其中:該第一發光元件和該第二發光元件彼此串聯連接,該第一陰極和該第二陽極相接觸,該第一發光層包含由通式(5)表示的蒽衍生物,該第二發光層包含第二發光物質,該第一發光元件呈現至少具有兩個峰的第一發光光譜,該第三發光層包含第三發光物質,該第四發光層包含第四發光物質,該第二發光元件呈現至少具有兩個峰的第二發光光譜,並且呈現該第一發光光譜和該第二發光光譜合併所成的發光光譜, 其中,R1 至R10 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子和碳原子數 為1至4的鹵烷基,Ar3 表示碳原子數為6至25的伸芳基,A表示由通式(5-1)至(5-3)表示的任一種取代基,Ar11 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R25 和R26 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至15的芳基中的任一種,Ar21 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,R31 表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種,Ar31 表示苯基、1-萘基及2-萘基中的任一種,以及R41 和R42 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基及碳原子數為6至25的芳基中的任一種。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之發光元件,其中,使用Ar3 是由通式(11-1)至(11-5)表示的取代基中的任一種的蒽衍生物, 其中,R51 至R62 分別表示氫原子、碳原子數為1至4的烷基、碳原子數為6至15的芳基、鹵原子及碳原子數為1至4的鹵烷基中的任一種。
  12. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之發光元件,其中,使用Ar1 和Ar2 是具有相同結構的取代基的蒽衍生物。
  13. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之發光元件,其中,該蒽衍生物的發光顏色和該第二發光物質的發光顏色為互補色。
  14. 如申請專利範圍第6至10項中任一項之發光元件,其中,該第三發光物質的發光顏色和該第四發光物質的發光顏色為互補色。
  15. 如申請專利範圍第6至10項中任一項之發光元件,其中,該第一發光光譜的峰和該第二發光光譜的峰不互相重疊。
  16. 一種發光裝置,包括:如申請專利範圍第1至10項中任一項之發光元件;以及配置來控制該發光元件的發光之控制單元。
  17. 一種包括顯示部的電子用具,其中,該顯示部含如申請專利範圍第1至10項中任一項之發光元件和配置來控制該發光元件的發光之控制單元。
  18. 一種照明設備,包括如申請專利範圍第1至10項中任一項之發光元件。
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